Badanie wirusa procesorem

Bioinformatycy z hiszpańskiego instytutu IMIM (Institut Hospital del Mar d'Investigacions Mèdiques) i UPF (Uniwersystet Pompeu Fabrs) dokonali symulacji procesu dojrzewania i rozprzestrzeniania się wirusa powodującego AIDS. W badaniach wykorzystano otwartą, dobrowolną platformę rozproszonych obliczeń GPUGRID.net, opartą na procesorach graficznych m.in. NVIDIA w komputerach tysięcy użytkowników, tworzących „wirtualny superkomputer”.

Naukowcy wykorzystali technikę symulacji molekularnej w celu wyjaśnienia zasady działania ważnego etapu w procesie dojrzewania wirionów HIV. Wiriony te dojrzewają i stają się zaraźliwe wskutek działania konkretnej proteiny, nazywanej proteazą HIV. Opisywana proteina funkcjonuje jak nożyczki, tnąc długi łańcuch protein wirusa HIV na mniejsze elementy, które stanowią strukturę nowych, zaraźliwych wirionów. Zatrzymanie rozwoju proteazy HIV poskutkowałoby wstrzymaniem procesu tworzenia zaraźliwych wirionów i zatrzymaniem rozprzestrzeniania się tej strasznej choroby.

Badania wykonano za pomocą otwartej platformy rozproszonych obliczeń GPUGRID.net, umożliwiającej wykorzystanie mocy obliczeniowej tysięcy akceleratorów graficznych firmy NVIDIA zainstalowanych w domowych komputerach użytkowników, którzy dobrowolnie udostępnili je do celów naukowych. Platforma GPUGRID funkcjonuje jak wirtualny superkomputer. Jedną z zalet jest moc obliczeniowa, która jest około dziesięciokrotnie wyższa od typowej mocy procesorów centralnych. Wykorzystanie procesorów graficznych zmniejsza koszt prowadzenia badań, zapewniają moc superkomputerów kosztujących miliony dolarów.

Naukowcy wykorzystali nowe możliwości obliczeniowe do przetworzenia ogromnych ilości danych. W tym konkretnym przypadku wykonano tysiące symulacji komputerowych; każda symulacja obejmowała setki nanosekund (miliardowe części sekundy), a łącznie zasymulowano prawie całą milisekundę procesu.

Według naukowców, odkrycie otwiera nowe możliwości w branży farmaceutycznej, umożliwiając tworzenie leków wykorzystujących działanie nowo odkrytych mechanizmów molekularnych. Badania zwiększyły naszą wiedzę na temat cyklu rozwoju wirusa HIV, który atakuje i osłabia ludzki system odpornościowy, zwiększając podatność organizmu na różnorodne infekcje. Na zespół nabytego niedoboru odporności chorują obecnie miliony ludzi na całym świecie.

GPU NVIDIA procesor graficzny