Карельские ученые с помощью компьютеров ищут лекарство от коронавируса
Ученые КарНЦ РАН ищут лекарство от коронавируса. При помощи высокопроизводительного виртуального скрининга они осуществляют изучение библиотек молекулярных соединений и поиск лекарства от коронавируса. Исследователи из Петрозаводска задействовали компьютеры обычных пользователей, чтобы производить распределенные вычисления.
Кандидат технических наук, научный сотрудник лаборатории телекоммуникационных систем Института прикладных математических исследований КарНЦ РАН Наталия Никитина рассказала журналу «Научная Россия», как с помощью добровольцев проходит работа ученых с вычислительными ресурсами.
По словам исследователя, разработка лекарства - трудоемкая задача по поиску химического соединения. Оно должно быть безопасно и обладать необходимым терапевтическим действием. Никитина рассказывает, что эта задача решается в среднем 10-15 лет. Усилия многих научных групп направлены на то, чтобы повысить эффективность и ускорить разработку лекарства. По ее мнению, это возможно, в том числе, с помощью методов информатики и прикладной математики.
Основным способом начального этапа разработки лекарства является высокопроизводительный скрининг in vitro. По словам эксперта, метод автоматического роботизированного поиска соединений с искомыми свойствами среди химических веществ в лабораторных условиях – эффективный, но весьма дорогостоящий и имеющий ряд ограничений.
«Сегодня существуют и постоянно расширяются различные библиотеки компьютерных моделей молекулярных соединений и их фрагментов, а также программы моделирования биохимических процессов с высокой точностью, что позволяет проводить начальный этап разработки лекарства частично «in silico» (с лат. (искаж.) – «в кремнии», то есть «на компьютере»). Это позволяет значительно снизить стоимость исследований и снять множество ограничений, но в то же время ставит перед учеными новые задачи»,
- рассказывает Никитина.
Ученые проводят виртуальный скрининг. Для его проведения нужен не один компьютер, а система высокопроизводительных вычислений. Вместе компьютеры пользователей, подключенные к Интернету, образуют «виртуальный» суперкомпьютер.
Проект добровольных вычислений SiDock@home (по поиску лекарства от коронавируса) действует с октября 2020 года и является междисциплинарным на стыке медицинской химии, биоинформатики и математики. В проекте карельских ученых участвуют несколько тысяч пользователей не только из России, но и Украины, Германии, Великобритании и США и других стран.
«Помимо предоставления своих компьютеров, некоторые из них помогают адаптировать вычислительное приложение для различных компьютерных платформ и протестировать его»,
- рассказала эксперт.
Присоединиться к проекту по поиску лекарства от ковида можно через платформу BOINC.
«Схема подключения достаточно простая: нужно скачать и установить на свой компьютер программу BOINC, в ней выбрать проект или несколько проектов, к которым вы хотите присоединиться. После этого компьютер начнет автоматически получать задания и выполнять их в фоновом режиме, не мешая основной деятельности»,
- пояснила исследователь.
За свой вклад добровольцы получают информацию об исследованиях, могут участвовать в обсуждениях, расширяют знания, могут наблюдать за решением научной задачи и могут получить другие поощрения. Никитина рассказала, что исследователи выявили ряд перспективных химических соединений, которые нужно протестировать.
«Мы продолжаем вычисления и надеемся существенно продвинуться в поиске лекарства от коронавируса. Даже несмотря на то, что лекарство еще не разработано, промежуточные результаты помогают расширить знания о жизненном цикле вируса, а наши наработки послужат для разработки лекарств и от других заболеваний», - добавила эксперт. (фото riatomsk.ru)
