В Институте прикладных математических исследований КарНЦ РАН в Петрозаводске создали общественный проект SiDock@home , который позволит ускорить научные исследования и найти эффективное лекарство от коронавируса. Участвовать в нем могут все желающие, у кого есть в распоряжении компьютер.
Добровольцы помогают развитию науки во многих областях, предоставляя для исследований собственные знания, здоровье, время. В век цифровизации ценным ресурсом, которыми может поделиться с учеными гражданское население, становятся также компьютеры обычных пользователей. Без ущерба для своих обладателей они участвуют в виртуальном скрининге, с помощью которого в поисках потенциального лекарства изучаются библиотеки миллиардов химических соединений.
Наталия Никитина, научный сотрудник лаборатории телекоммуникационных систем Института прикладных математических исследований КарНЦ РАН, рассказала журналу «Научная Россия» о том, как с помощью добровольцев проходит работа ученых с вычислительными ресурсами.
Разрабатывая лекарство, ученые проводят трудоемкую работу по поиску подходящего химического соединения. Оно должно обладать необходимым терапевтическим свойством и при этом быть безопасным. Основной способ выполнения такой работы — высокопроизводительный скрининг in vitro («в стекле», то есть «в пробирке» — прим. ред.), когда в лабораторных условиях ищут искомую комбинацию. На ее подбор в среднем уходит 10-15 лет, говорит Наталия. Современные методы информатики и прикладной математики, например, виртуальный скрининг, позволяют в разы ускорить этот процесс. «Библиотеки компьютерных моделей молекулярных соединений и их фрагментов, а также программы моделирования биохимических процессов с высокой точностью позволяют проводить начальный этап разработки лекарства частично на компьютере. Это позволяет значительно снизить стоимость исследований и снять множество ограничений, но в то же время ставит перед учеными новые задачи», – поясняет эксперт.
Для проведения виртуального скрининга требуются значительные вычислительные мощности, поэтому одного настольного компьютера для него недостаточно, а вот сети из множества компьютеров он под силу. Вместе они образуют «виртуальный» суперкомпьютер, а по отдельности решают полученные задачи в фоновом режиме, вовсе не ухудшая собственной производительности. Потенциальная суммарная мощность добровольных вычислений превышает возможности всех суперкомпьютеров мира вместе взятых, считают в КарНЦ РАН.
Проект добровольных вычислений SiDock@home, в ходе которого ищут лекарство от новой коронавирсной инфекции, существует с октября 2020 года. В нем принимает участие несколько тысяч пользоетелей из России, Украины, Германии, Великобритании, США и других стран мира. Присоединиться к проекту можно через платформу BOINC.
Первые перспективные результаты уже получены, но работы не останавливаются. «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», — поясняет Наталия Никитина.
Подобные проекты существуют уже не первый год. Добровольцев стимулирует участвовать в них стремление помочь науке, стать частью важных, а порой судьбоносных исследований, узнавать доступно изложенную достоверную научную информацию из первых рук и даже получить денежное вознаграждение в криптовалюте. С помощью аналогичного проекта Rosetta@home была оперативно получена молекулярная структура шиповидного белка коронавируса SARS-CoV-2, играющего ключевую роль в развитии болезни.
