Domovská stránka: https://foldingathome.org/ , Wikipedie - CZ

Folding@home (Folding at home, česky doslova skládání doma) je projekt založený na distribuovaných výpočtech, který využívá počítače připojené přes internet dobrovolníky k simulování skládání proteinů. Do projektu je zahrnuto přes 400 000 počítačů, jejichž výkon přesahuje výkon stovky nejvýkonnějších superpočítačů světa. V Česku se zapojily například během karantény nevyužívané počítače Západočeské univerzity v Plzni nebo Národní technické knihovny Výpočetní výkon celého clusteru již překonal hranici 1 exaFLOPS. Zdroj: Wikipedie

JAK PROBÍHÁ VÝZKUM A HLEDÁNÍ LÉKŮ

Projekt je založen na distribuovaných výpočtech. To znamená, že úkol lze rozdělit mezi více počítačů. Mezi typické úlohy patří například modelování struktury proteinů. Snaží se simulovat skládání proteinů. Protein má totiž určitý výchozí tvar, který zajišťuje jeho správnou funkci. Výsledky simulace v rámci Folding@home se využívají pro výzkum složených proteinů, proteinové dynamiky jež lze využít pro hledání léků. Nyní (Březen 2020) se projekt věnuje proteinům viru  SARS-CoV-2. 

 Zdroj: Wikipedie, Folding@home

Tělo viru, tedy jedna virová částice, je tvořena bílkovinami, tukem a nukleovými kyselinami. Zatímco nukleová kyselina tvoří onu „škodlivou nálož“, tedy genetickou informaci ovlivňující fungování zasažené buňky, bílkoviny jsou klíčové z hlediska šíření virů (a tuk pomáhá držet celek pohromadě). Pomocí  takzvaných „spike proteins“, které si můžete představit jako malé ostré bílkovinové hroty, se virus přichytne k enzymu ACE2, který je v lidském těle na povrchu buněk v plicích, arteriích, srdci, ledvinách a střevech. A v tu chvíli začně škodit. 

Na řadu proto příchází počítačové simulace, které potřebný pohled umožní. Jde o dvoufázový proces. První se jmenuje FAST adaptive sampling (FAST proměnné vzorkování), které umožní „nahrubo“ roztřídit a zachytit specifické strukturální změny, přičemž důležité je i zachytit, jak dlouho která část procesu trvá (čím delší je trvání procesu, tím lépe lze na něj léčivo zamířit). V dalším kole se na základě reprezentativních vzorků provede obrovské množství simulací, které mají identifikovat a upřesnit další bílkovinné struktury a určit jejich relativní životnosti.

Viz celý článek na Technet.

PyMOL je neziskový multiplatformní software s open source licencí sponzorovaný samotnými uživateli[1]. Své využití nachází v biochemických oborech zabývajících se strukturou biopolymerů (DNA, RNA, proteiny), jejich vzájemnými interakcemi apod. PyMOL slouží ke grafickému zobrazování, sdílení a analýze molekulárních dat.

Zdroj: Wikipedie (CZ)

Program je výzkumníky využíván pro generování schématické reprezentace viru SARS-CoV. Výstup možno vidět v článku JBC.

Pro zkoumání proteinů je možno využít databanku. (https://www.rcsb.org/)

Domovská stránka projektu: https://pymol.org/2/ 

MSM - Markov State Model; FAST

CARDS - 

Pocket detection - 

Součást Python knihovny: https://enspara.readthedocs.io/ 

GitHub: https://github.com/bowman-lab/enspara

V důsledků obrovského nárůstu počítačů v projektu Folding@home tudíž servery projektu nestíhaly přidělovat práci, byl projekt posílen o výpočetní výkon superpočítače od IBM.

Summit či také OLCF-4 je superpočítač vyvinutý firmou IBM k využití v Oak Ridge National Laboratory, který byl k březnu 2020 s teoretickou rychlostí 200 PFLOPS nejrychlejším centralizovaným superpočítačem světa.  Wikipedie.