Европейские ученые ускоряют исследования вокруг нового коронавируса с опорой на сверхмощные вычислительные машины.
__В какой степени биомолекулярное моделирование может помочь в разработке методов лечения нового коронавируса и других заболеваний? __
Как и многие другие научные организации в Европе институт биомедицинских исследований в Барселоне делает ставку на поиск слабых звеньев нового коронавируса, чтобы понять, как будущая вакцина сможет атаковать патоген. Перед молекулярными биологами - целый ряд сложнейших вопросов. Биолог Модесто Ороцо приводит пример: "Как этот вирус будет развиваться в популяции? Насколько он заразен для животных, с которыми мы контактируем? И в какой степени вероятно, что один из этих видов может стать носителем вируса в долгосрочной перспективе? Как мы можем найти (или помочь найти) новые препараты для лечения ковида, как разработать самую эффективную вакцину?"
С учетом количества и сложности вопросов исследователи обратились к суперкомпьютеру под названием Mare Nostrum. Его четвертая версия может выполнять одиннадцать триллионов операций в секунду. Эта высокопроизводительная вычислительная машина уже помогла сотням ученых в таких областях, как изучение изменений климата и гравитационных волн. Сегодня компьютер - на службе исследований нового коронавируса. Программист Роза Бадиа рассказывает: "Мы можем помочь исследователям описать стоящие перед ними проблемы, вопросы гибко, легко и последовательно. Они могут использовать все ресурсы суперкомпьютера, работая одновременно над несколькими задачами".
Координатором усилий ученых стал Европейский центр BioExcel в Швеции - передовая площадка в области вычислительной молекулярной биологии. Здешние специалисты предоставляют университетам и промышленным компаниям данные, необходимые для разработки новых препаратов и вакцин. Специалисты рассказывают, как интегративное и молекулярное моделирование позволяет понять роль вирусных белков в нескольких группах инфекционных заболеваний.
Научный директор института Эрик Линдал комментирует: "Мы не можем обойтись без суперкомпьютеров, они позволяют нам увидеть то, что не видно во время лабораторных экспериментов. Так, машины позволяют наблюдать диффузию липидов вокруг белков. Это - не статичные образования, они все время движутся".
Полученные данные используются в приложениях, востребованных в среде европейских исследователей. Программы позволяют им в режиме реального времени следить за обновлениями научного знания.
Специалист в области вычислительной биофизики Россен Апостолов рассказывает: "Научные вычисления - это очень непростая область. Специалистам нужны сложные алгоритмы для выражения знания в терминах, которые могут быть использованы вычислительной техникой, обработаны должным образом и преобразованы в конкретные результаты. Учитывая сложность алгоритмов, мы получаем на выходе емкие, но одновременно сложные приложения. Одна из наших приоритетных задач - сделать их проще".
Действительно ли суперкомпьютеры помогут нам разработать методы лечения и вакцины завтрашнего дня? По мнению ученых, это - вопрос времени.
"Подождем 5-10 лет, - призывает Эрик Линдал. - Думаю, к тому времени суперкомпьютеры станут основным движущим механизмом в разработке лекарств, причем в короткие сроки - от нескольких недель до нескольких месяцев. Мы еще не достигли нужного уровня, но работа, которая ведется в Европе, стремительно движет нас в нужном направлении".