Výkonná počítačová síť zjišťuje, jak koronavirus útočí na buňky. Chce tak zabránit jeho množení
Díky dobrovolnému sdílení počítačového výkonu vznikla dosud nejvýkonnější platforma pro distribuované výpočty. Folding@home analyzuje prostorovou strukturu bílkoviny, která umožňuje vstup viru do buňky. Cílem je narušit ji a vstupu viru tak zabránit. Tím se znemožní i jeho množení. Výpočetní síla platformy neustále roste.
Projekty pro sdílení počítačového výkonu jsou koncipovány tak, aby se mohl zapojit každý, kdo má počítač nebo jiný výpočetní prostředek. V dnešní době jsou to především grafické karty.
„Karty disponují velkým množstvím výpočetních jader, které v rámci jedné mohou pracovat současně,“ říká Martin Samek, vedoucí Střediska výpočetní techniky a informatiky Fakulty elektrotechnické pražského ČVUT. „Takže každý, kdo má ‚grafiku’, má ve svém počítači výkonný výpočetní prostředek, který může zapojit do takového projektu a přispět k celkovému výpočetním výkonu.“
Výkon Folding@home je v současnosti 1,5 exaFLOPS, to znamená 1,5 trilionů výpočetních operací za sekundu. Je to několikanásobně víc, než zvládne americký Summit, nejvýkonnější superpočítač na světě. Kapacita projektu navíc stále stoupá a k využití herních strojů vyzvali i největší výrobci herních grafických karet.
„Musí se přitáhnout mnoho dobrovolníků k řešení jednoho problému,“ říká Jiří Kléma, odborník na bioinformatiku z ČVUT. „Musí se jednat o problém velký a celospolečenský. A ve chvíli, kdy takový problém máte, tak se vám podaří sesbírat velký výpočetní výkon. Takže nakonec je zde velký problém, na který můžeme napřít velký výkon, a v důsledku můžete dostat velmi zajímavé výsledky.“
Množení viru
Celkový výkon projektu pomůže zjistit, jak zabránit množení viru. „Jednou z možností, jak znemožnit jeho replikaci, je zamezit jeho vstupu do buňky,“ vysvětluje Kléma. „Díky podobnosti současného koronaviru s dřívějším virem SARS už víme, že se fúzní proteiny viru vážou na receptory buněčné membrány. Tuto vazbu se můžeme snažit narušit, a tím replikační řetězec viru přerušit.“
K tomu je ale nutné přesně znát podobu daného proteinu, která se odvíjí od celé řady biochemických procesů a interakcí. Simulace tohoto procesu je proto výpočetně extrémně náročná a právě určení struktury proteinu, neboli jeho zavinutí, dalo celému projektu i název.
„Docela dobře rozumíme tomu, jakou mají proteiny viru, jeho bílkoviny, primární strukturu. To znamená jakou posloupností aminokyselin jsou tvořeny,“ konstatuje Kléma. „Mnohem méně rozumíme prostorové struktuře těch proteinů a právě tahle 3D struktura teprve určuje funkci proteinu.“
Kvůli výpočetní složitosti celý projekt staví na tom, že obrovský balík dat rozdělí na menší kousky. Ty si potom rozeberou aplikace nainstalované na počítačích dobrovolníků. Až data zpracují, pošlou výsledky zpět. Principiálně podobný byl i projekt SETI@home, ve kterém dobrovolníci analyzovali data přicházející z vesmíru.
Celosvětové dobrovolné zapojení počítačů, grafických karet a herních konzolí Folding@home může vést jak k rychlejšímu nalezení léku, tak jeho nižší ceně.
Celý rozhovor si můžete poslechnout na tomto odkaze.
