Самый быстрый в мире суперкомпьютер выявил соединения, которые могут остановить коронавирус
Пандемия коронавируса представляет собой беспрецедентную проблему для ученых: скорость, с которой распространяется вирус, означает, что специалисты должны ускорить свои исследования. Помощь в этом вполне могут оказать современные суперкомпьютеры вроде Summit от IBM, который считается самым мощным по рейтингу Top 500.
Он использует почти 28 000 графических ускорителей NVIDIA Tesla V100, более 9 000 22-ядерных CPU IBM POWER9 и потребляет около 10 МВт энергии.
Мы уже писали, что Summit был задействован для поиска соединений, которые могут эффективно остановить заражение клеток вирусом. Суперкомпьютер выявил 77 таких химических веществ. Это многообещающий шаг к созданию эффективного лекарства. Исследователи из Национальной лаборатории Ок-Риджа опубликовали свои выводы в журнале ChemRxiv.
Summit был создан IBM по заказу Министерства энергетики США в 2018 году с целью решения мировых проблем, которой он и служит сейчас. Summit смоделировал, как различные химические соединения могут препятствовать распространению коронавируса в клетках. Ранее Summit позволил выявить закономерности в клеточных системах, предшествующие болезни Альцгеймера; проанализировал гены, способствующие таким признакам, как зависимость от опиоидов; и предсказал экстремальные изменения в погоде на основе моделирования климата.
Вирусы заражают клетки-хозяев, вводя им молекулы ДНК или РНК со своим генетическим материалом. Работа Summit состоит в том, чтобы найти лекарственные соединения, которые могли бы препятствовать этому "впрыску" и потенциально остановить распространение болезни. Исследователь из Ок-Риджа Миколас Смит (Micholas Smith) создал модель коронавируса на основе исследований, опубликованных в январе. На суперкомпьютере он смоделировал, как атомы и частицы матричного белка коронавируса (спайк-белок, который играет ключевую роль в проникновении возбудителя в клетки организма и его воспроизведении внутри них) будут реагировать на различные соединения.
Суперкомпьютер запустил моделирование более 8000 соединений, которые могут связываться со спайк-белком и ограничивать его способность распространяться в клетках-хозяевах. Summit идентифицировал 77 эффективных соединений и оценил их в зависимости от вероятности блокирования спайк-белка.
Далее команда снова запустит моделирование на Summit, используя более точную модель спайк-белка коронавируса, которая была опубликована в этом месяце. Несмотря на всю свою мощь, Summit может лишь выявить перспективные соединения. Затем необходимо провести экспериментальные исследования, чтобы доказать на деле, какие вещества работают лучше всего.
"Наши результаты не означают, что мы нашли лекарство от коронавируса или лечение от него", - сказал, директор Национального центра молекулярной биофизики Университета Теннесси в Ок-Ридже Джереми Смит (Jeremy Smith). Но полученные данные могут послужить основой для будущих исследований. И последние необходимы для создания наиболее эффективной коронавирусной вакцины, до создания которой пройдет минимум год.
