{"id":7105,"date":"2010-11-17T17:34:54","date_gmt":"2010-11-17T16:34:54","guid":{"rendered":"http:\/\/www.h-its.org\/?p=7105"},"modified":"2019-03-14T15:58:11","modified_gmt":"2019-03-14T14:58:11","slug":"ein-code-fur-die-evolutionsbiologie","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.h-its.org\/de\/2010\/11\/17\/ein-code-fur-die-evolutionsbiologie\/","title":{"rendered":"Ein Code f\u00fcr die Evolutionsbiologie"},"content":{"rendered":"

Alexandros Stamatakis ist Leiter der neuen Forschungsgruppe \u201eScientific Computing\u201c am Heidelberger Institut f\u00fcr Theoretische Studien (HITS) \u2013 Software und Supercomputer zur Auswertung gro\u00dfer Datenmengen in der Biologie<\/strong><\/p>\n

Sein eigener Stammbaum ist international: die Mutter Deutsche, der Vater Grieche, in Saarbr\u00fccken geboren, in Athen Abitur. Dass sich Dr. Alexandros Stamatakis f\u00fcr Stammb\u00e4ume von Pflanzen interessiert, liegt daran, dass ihre Auswertung ihn als Informatiker reizt: \u201eDie Evolutionsbiologie produziert ungeheuer viele Daten, die selbst H\u00f6chstleistungsrechner nicht ohne Weiteres analysieren k\u00f6nnen\u201c, sagt der 34-j\u00e4hrige.\u00a0 \u201eEine Herausforderung f\u00fcr die Informatik besteht darin, Programme und Methoden zu entwickeln, um aus den riesigen molekularen Datenmengen z.B. Stammb\u00e4ume zu berechnen, bzw. allgemein Wissen zu extrahieren.\u201c<\/p>\n

An Software zur Berechnung\u00a0 evolution\u00e4rer, sogenannter phylogenetischer B\u00e4ume sowie an der Entwicklung\u00a0 neuer Rechnerarchitekturen und Schaltungen zur Stammbaumberechnung arbeitet Stamatakis seit Oktober dieses Jahres am Heidelberger Institut f\u00fcr Theoretische Studien (HITS) als Leiter der neu eingerichteten Forschungsgruppe \u201eScientific Computing\u201c (SCO). Er baut zudem den neuen Parallelrechner am HITS auf und stellt den anderen f\u00fcnf Forschungsgruppen seine Expertise in den Bereichen\u00a0 der parallelen Rechnerarchitekturen und\u00a0 der parallelen Programmierung zur Verf\u00fcgung. Derzeit hat die SCO-Gruppe zehn Mitglieder, n\u00e4chstes Jahr kommen weitere Doktoranden und Gastwissenschaftler hinzu. \u201eMit Alexandros Stamatakis konnten wir einen jungen Forscher gewinnen, der die Ziele des HITS beispielhaft verk\u00f6rpert, denn computerbasierte Methoden helfen, die Datenflut in den Lebenswissenschaften zu bew\u00e4ltigen und neue wissenschaftliche Erkenntnisse zu gewinnen\u201c,\u00a0 so HITS-Gr\u00fcnder und Gesch\u00e4ftsf\u00fchrer Klaus Tschira.<\/p>\n

Alexandros Stamatakis studierte Informatik in M\u00fcnchen, Lyon (\u00c9cole Normale Sup\u00e9rieure), Paris und Madrid und promovierte 2004 an der TU M\u00fcnchen. Nach zwei Postdoc-Stationen auf Kreta und an der ETH Lausanne kehrte Stamatakis 2008 nach M\u00fcnchen zur\u00fcck, zun\u00e4chst an die LMU, dann an die TU M\u00fcnchen, als Leiter einer Nachwuchsforschungsgruppe. Zuvor hatte er zwei Rufe auf Assistant Professorships in den USA abgelehnt.<\/p>\n

Prim\u00e4res Forschungsziel des Informatikers ist es, Programme zu entwickeln, um die evolution\u00e4re Entwicklung aller Lebewesen zu rekonstruieren, f\u00fcr die genetische Daten vorliegen. \u201eDie Evolutionsbiologen sto\u00dfen hier auf ein fundamentales Problem, das in der Informatik als \u201eNP-hard\u201c (\u201enon deterministic polynomial time hard\u201d) bezeichnet wird. Ein Beispiel: Wenn man die DNA von f\u00fcnfzig Organismen mit einer Bewertungsfunktion untersucht und herausfinden will, wie gut die einzelnen Daten zu einem bestimmten Stammbaum passen, dann ist es unm\u00f6glich, alle B\u00e4ume mit dieser Funktion zu bewerten, weil es einfach zu viele sind.\u00a0 \u201eSelbst mit der gesamten Rechenleistung dieser Erde m\u00fcssten wir zu lange warten, bis wir den optimalen Baum finden\u201c, erkl\u00e4rt Alexandros Stamatakis. \u201eDie aktuell ver\u00f6ffentlichen phylogenetischen B\u00e4ume umfassen jedoch nicht f\u00fcnfzig, sondern mehrere tausend bis zehntausend Organismen.\u201c<\/p>\n

Um diesem Problem zu begegnen, hat der Informatiker das Programm RAxML entwickelt, das gegenw\u00e4rtig die Analyse von Stammb\u00e4umen mit bis zu 120,000 Organismen erm\u00f6glicht. Die Software geh\u00f6rt mittlerweile zu den zehn weltweit am weitesten verbreiteten Anwendungen zur Rekonstruktion von Stammb\u00e4umen. Die wissenschaftliche Publikation zu dieser Software z\u00e4hlt zu den am h\u00e4ufigsten zitierten Informatik-Ver\u00f6ffentlichungen der letzten f\u00fcnf Jahre.\u00a0 \u201eRAxML ist ein open source code und damit uneingeschr\u00e4nkt f\u00fcr alle zug\u00e4nglich und modifizierbar\u201c, sagt Alexandros Stamatakis. \u201eWir stellen damit Biologen ein Werkzeug zur Verf\u00fcgung, anhand dessen sie ihre Daten selbst
\nanalysieren k\u00f6nnen.\u201c RAxML wurde \u00fcbrigens in diesem Jahr auch in die\u00a0 Liste der SPEC-Benchmark-Programme\u201c aufgenommen, mit denen die Leistungsf\u00e4higkeit von Hoch- und H\u00f6chstleistungsrechnern analysiert wird.<\/p>\n

Au\u00dferdem arbeitet der Informatiker an einem gro\u00dfen internationalen Projekt mit: \u201eiPlant\u201c wurde von der US-amerikanischen National Science Foundation (NSF) initiiert und soll eine Art Cyber-Infrastruktur f\u00fcr die Pflanzenwissenschaften schaffen. Alexandros Stamatakis ist hier als einziger Europ\u00e4er beteiligt, gef\u00f6rdert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG). Ebenfalls einzigartig ist, dass Stamatakis als bislang einziger Informatiker zum Mitglied des Councils der \u201eSociety of Systematic Biologists\u201c (Gesellschaft f\u00fcr Systematik in der Biologie) gew\u00e4hlt wurde.
\nIn den kommenden Monaten setzt Alexandros Stamatakis seine Kooperation mit verschiedenen Institutionen fort, zum Beispiel mit dem Evolutionsbiologen Stephen Smith am Dunn Lab der Brown University, Rhode Island\/USA. Ein Austauschprogramm mit dem Imperial College London kommt seinen Doktoranden zugute. Und gemeinsam mit Wissenschaftlern des Europ\u00e4ischen Molekularbiologischen Laboratoriums (EMBL) und des European Bioinformatics Institute (EBI) organisiert Stamatakis den Kurs \u201eComputational Molecular Evolution\u201c vom 10. bis 21. April 2011 in Hinxton bei Cambridge (Gro\u00dfbritannien). Dort sollen junge Biologen das theoretische Wissen und das praktische K\u00f6nnen erlernen, molekulare Evolutionsanalysen selbst durchzuf\u00fchren.<\/p>\n

Pressekontakt:<\/strong>
\nDr. Peter Saueressig
\nHead of Communications
\nHeidelberg Institute for Theoretical Studies (HITS)
\nPhone: +49-6221-533245
\nEmail: Peter.saueressig@h-its.org<\/a>
\nwww.h-its.org
\nTwitter: @HITStudies<\/p>\n

Wissenschaftlicher Kontakt:<\/strong>
\nProf. Dr. Alexandros Stamatakis
\nGroup Leader
\nScientific Computing
\nHeidelberger Institut f\u00fcr Theoretische Studien (HITS)
\nTelefon: +49 6221 \u2013 533 \u2013 240
\nEmail: alexandros.stamatakis@h-its.org<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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