科技抗疫丨世界上運算速度最快的計算機現已加入抗疫大軍

2020-03-25     異璧


田納西大學的生物物理學家們最近獲得了一件對抗新冠病毒的趁手武器,那就是由IBM製作的超級電腦SUMMIT。科學家們正在通過SUMMIT來分析成千上萬種的不同的生物分子模型,從而研發出能夠應對新冠病毒的有效藥物。


經過幾天的計算之後,超級計算機發現至少有77種化合物,有可能能夠阻止COVID-19病毒侵害人體細胞。

這一發現最近發表在ChemRxiv上。這意味著,相關論文還未經過同行審議,因此相關研究實際仍然在進行當中。

新冠病毒的表面覆蓋著一層杵著出來的冠狀的蛋白質(這就是冠狀病毒的名字由來),這些刺突蛋白使得病毒可以感染人類的細胞,有點像是鑰匙和鎖那樣。通過了解病毒的刺突蛋白是如何與人體細胞受主結合,同樣也能夠理解這一反應當中的化學物質,從而根據這一機制,來研製出對抗這一病原體的有效藥物。

SUMMIT深入分析了現在已有的藥物、化學物質、草藥、純天然物質當中的超過8000種化合物。SUMMIT的目標,就是從這8000多種化學物質當中,找到能夠和COVID-19病毒上的刺突蛋白結合的化學物質,從而阻斷病毒與人體細胞結合,並且理論上防止其影響人體細胞。

研究作者、田納西大學分子生物物理學中心主任Jeremy Smith說:「一般電腦要做幾個月的事情,SUMMIT只需要花一兩天就能完成。」

不過話說回來,就算超級計算機找到了這種物質,並不意味著這就能夠治癒病毒。同樣,就像其它的所有藥物一樣,所有新上的藥物都需要經過大量的試驗以及臨床測試,在那之前我們很難說能夠有啥有效的方法來對抗新冠肺炎。不過,這並不是說超級計算機的努力成果沒有意義。通過它的分析,我們能夠縮小候選者的範圍,讓後面的研究者們能夠更加的有的放矢。

「我們的研究成果並不意味著我們找到了治癒COVID-19的靈丹妙藥,」Smith說道:「不過,我們非常希望能通過此次計算機算出來的結果,一方面啟發未來的研究,同時也為實驗者們提供一個實驗框架,從而儘快的分析這些化合物。只有到那時,我們才知道它們中的某個是否具有阻止病毒所需的特徵。」

SUMMIT號稱是「超級計算機里的一級方程式賽車」。這個計算機建在田納西州橡樹嶺國家實驗室足有兩個網球場那麼大,每秒鐘能夠處理200,000,000,000,000,000次運算。科學家們用它來進行各種各樣的運算,從研究超新星爆發,到研究癌症和基因環境。

當然,這也不是人們第一次用計算機來製造藥物了。就在上個月,研究者們使用了一種新型計算機算法,從1000000000種化學物質當中找出了一種有效的分子結構,來研製出某種抗生物質。


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