法媒:這可能是戰(zhàn)勝新冠肺炎的關(guān)鍵
法媒稱,計(jì)算機(jī)和超級(jí)計(jì)算機(jī)今后有一個(gè)光榮的任務(wù)要完成:構(gòu)建新冠病毒蛋白質(zhì)的3D模型,這可能是戰(zhàn)勝新冠肺炎的關(guān)鍵。
據(jù)法國(guó)《快報(bào)》周刊網(wǎng)站4月25日?qǐng)?bào)道,最初只有3萬(wàn)臺(tái)計(jì)算機(jī),現(xiàn)在通過Folding@Home項(xiàng)目已經(jīng)有超過70萬(wàn)臺(tái)共同參與進(jìn)來。該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、美國(guó)生物化學(xué)家格雷格·鮑曼高興地說:“有了很多個(gè)人和機(jī)構(gòu)的加入,我們已經(jīng)以虛擬的方式創(chuàng)造了世界上最強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)。”
報(bào)道稱,真實(shí)情況肯定會(huì)略有不同。從科學(xué)角度講,通過聯(lián)網(wǎng)交替進(jìn)行數(shù)百萬(wàn)次小量計(jì)算,遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上超級(jí)計(jì)算機(jī)集中精力完成一項(xiàng)任務(wù)那么有效。另外,F(xiàn)olding@Home項(xiàng)目所宣布的2.4exaFLOPS(每秒240億億次浮點(diǎn)運(yùn)算)算力,可能從未完全調(diào)動(dòng)運(yùn)用過。不過該項(xiàng)目卻仍能讓人們對(duì)一件事情的認(rèn)知取得進(jìn)展——蛋白質(zhì)的模型構(gòu)建,尤其是新冠病毒蛋白質(zhì)模型。
巴黎索邦大學(xué)教授讓-菲利普·皮克馬爾表示:“這方面的研究正處于爆發(fā)期。全球有數(shù)十家實(shí)驗(yàn)室在進(jìn)行。他們將病毒分離成很多部分,試圖以虛擬的形式用模型表述。”他也是歐洲Covid-HP項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人,而該項(xiàng)目得到了一些真正的超級(jí)計(jì)算機(jī)的支持。
這么做的目的是什么呢?是為了推進(jìn)對(duì)新冠肺炎的治療。因?yàn)?,要想使一種藥物有效,研究人員必須得清楚藥物能對(duì)哪一部分發(fā)揮作用。3D模型可以虛擬地描繪出藥物發(fā)揮作用的機(jī)理,然后再模仿其與靶標(biāo)(例如某種病毒)的互相作用。在此之后,再進(jìn)行體外和活體內(nèi)試驗(yàn)。
皮克馬爾解釋說:“截至目前,醫(yī)生們從自己的認(rèn)知出發(fā)進(jìn)行了一些試驗(yàn)。我們則在進(jìn)行不同的研究,基于物理學(xué)、信息技術(shù)或化學(xué)。這種研究可以讓人們對(duì)病毒的認(rèn)知更進(jìn)一步,其結(jié)果也會(huì)與其他實(shí)驗(yàn)室(如巴黎巴斯德研究所)分享。在新冠病毒問題上,存在著這樣一種風(fēng)險(xiǎn)——盡管時(shí)間在推移卻找不到任何有效的抑制手段。這種情況過去在艾滋病問題上就出現(xiàn)過。目前艾滋病沒有任何疫苗,人們不得不依靠計(jì)算機(jī)的算力來研究預(yù)防性治療。”
報(bào)道稱,在當(dāng)前情況下,如果正在進(jìn)行的試驗(yàn)最后的結(jié)果令人失望,計(jì)算機(jī)也許能帶來新的治療理念。皮克馬爾進(jìn)一步解釋:“一旦我們有了好的模型,就可以進(jìn)行虛擬篩選,也就是找到那些能與病毒相互作用的藥物成分。”但是,由于存在成百上千萬(wàn)種可能性,模擬過程可能會(huì)耗時(shí)很久而且還得十分精確,這都需要很大的運(yùn)算量和時(shí)間。
此外,計(jì)算能力也并不是獲得成功的保障。還應(yīng)當(dāng)考慮到數(shù)不清的物理規(guī)律。在理想環(huán)境下構(gòu)建新冠病毒S蛋白(Spike)模型,意味著要描述三四百萬(wàn)個(gè)原子。皮克馬爾表示:“在這一微觀層面,我們會(huì)看到水、離子以及高能電子區(qū)的相互作用……我們對(duì)物理的認(rèn)知還有不少偏差。”如果不把這些考慮進(jìn)去,那就會(huì)冒試驗(yàn)很多無(wú)效藥物的風(fēng)險(xiǎn)。因此,我們的計(jì)算機(jī)還在不停地模擬。
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