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抵抗狗狗细小病毒,世界最强劲的高性能计算机已添加作战

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创刊词:狗狗细小病毒的黑影早已笼罩着了全世界。以便抵御病疫情,专家早已招募了世界最强劲的高性能计算机——IBM企业修建的Summit助推药品开发设计。预估在将来,假如再度暴发新的和医治方式不明的病症时,人们依然能够应用全世界500个上下的高性能计算机来仿真模拟药品发觉的全过程,那样生物学家就能够尽早起动药品检测,以最短的时间用科学研究的专用工具作出科学研究的反映。文中译自medium,文章内容创作者Emily Mullin,原文标题The World’s Most Powerful Supercomputer Has Entered the Fight Against Coronavirus。

抵抗狗狗细小病毒,世界最强劲的高性能计算机已添加作战

照片:Oak Ridge National Lab(棕榈岭国家级实验室)

伴随着Covid-19在全世界范围之内外扩散起来,专家都忙着找寻能协助病人保重身体的药品。这类之前从没出現过的病原菌会造成比较严重的呼吸系统病症,包含呼吸不畅和胸部疼痛。

以便提升检索工作能力,专家早已招募了世界最强劲的高性能计算机——IBM企业修建的Summit资金投入作战。这台高性能计算机的木地板室内空间有2个网球场地那麼大。在美国能源部坐落于田纳西州的棕榈岭国家级实验室(Oak Ridge National Laboratory),这台电子计算机以每秒钟200千万亿次的计算速度——大概是一般笔记本的100亿倍——工作中着。

上月,科学研究工作人员用它挑选了8000种己知的药品化学物质,以找寻最有将会合理抵抗狗狗细小病毒的药品。这种药品包含有机合成品、药草和纯天然药物,他们要不早已在身体中被科学研究过,要不早已被准许为药品——关键的是,这种药品早已被觉得对身体是安全性的。Summit在二天内将uci数据集变小来到77个。假如应用一般电脑上,这一全过程将会必须消耗很多月的時间。

“从逻辑性上而言,假如这种药物中有一切一种合理,它就应当比典型性的药品开发设计全过程迅速地得到准许和普遍应用,”田纳西大学(University of Tennessee)的分子生物科学家Jeremy Smith告知OneZero。2020年2月,和我他的朋友将她们的发觉公布在网络服务器ChemRxiv上,并在开展大量测算的另外对毕业论文开展升级。

抵抗狗狗细小病毒,世界最强劲的高性能计算机已添加作战

照片:Oak Ridge National Lab(棕榈岭国家级实验室)

假如在其中一切一种化学物质对小动物合理,专家就能够绕过对人们的基本安全性实验,立即检测药品对患者的实效性。

大家都知道,药品开发设计是一个悠长的全过程——一种药物从被发觉到进到销售市场将会要用上10年的時间,并且开发设计不成功的关键缘故是由于他们不安全性或是沒有做到预期目标。这就是说为何像Summit那样的高性能计算机在全世界暴发一种沒有己知医治方式的传染性疾病时非常有效的缘故。

以便开展仿真模拟,Smith应用了中国研究工作人员于2020年1月网上发布的该病毒感染的基因组。资料显示,这类如今被称作SARS-CoV-2的病毒感染与造成比较严重亚急性呼吸道综合征(SARS)的狗狗细小病毒类似,并且以相近的方法感柒身体。拥有这种专业知识,她们设计构思了相对的程序流程来找寻独特的目的性药品。

狗狗细小病毒而出名于其表层的冠状动脉蛋白质,这种蛋白质使病毒感染可以融合并感柒人们体细胞。科学研究工作人员运用Summit明确了可以与这种蛋白融合的药品,以阻拦病毒感染进到组织细胞。

使这一全过程变得复杂的是,病毒感染的冠状动脉蛋白质不断开展细微的健身运动。科学研究工作人员务必搞清楚怎样仿真模拟这种健身运动,以协助寻找能够抵抗这种健身运动的药品。“它是一个繁杂的数学题目,”IBM高级副总裁David Turek告知OneZero说。

应用人工智能算法,高性能计算机能够十分迅速地保证这一点,它能够将一个难题转化成若干块,分派给全部独立的连接点或电子计算机,随后将全部这种块重新排列在一起,再次组成难题的解决方法。它类似一个蜂箱,里边有一百多个不一样的工蜂以便一个相互的总体目标在一起工作中,可是每一个常有自身的每日任务。这类工作能力使科学研究工作人员可以实行难以想象的繁杂每日任务,如发觉某类目的性的药品。

但是結果并不等于该精英团队早已找到医治或痊愈SARS-CoV-2的方式。她们评定出的77种化学物质还必须在试验室中对小动物和人们体细胞开展检测。田纳西大学环境卫生管理中心(University of Tennessee Health Center)的病毒学家如今早已刚开始开展试验了,但明确在其中一切一种化学物质是不是对狗狗细小病毒合理将会必须几个月時间。这将会还不能立刻协助病人,但假如这类狗狗细小病毒的散播不断到2020年,或是这类病毒感染此后就与人们并存——这代表它变成一种像流行性感冒一样常常产生的病原菌——那麼人们当然都期望有一种对于此病毒感染的专用药。

Smith表达:“我也不知道这种方式是不是合理。或许数据库查询中没什么药品会起功效,或许有几类会起功效。”

Smith觉得,假如将来再度暴发新的和医治方式不明的病症时,人们能够应用全世界500个上下的高性能计算机来仿真模拟药品发觉的全过程,那样生物学家就能够尽早起动药品检测。他表达:“人们能够提前准备好科学研究专用工具,那样人们就能以最短的时间作出恰当的科学研究反映。”

译员:喜汤

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