科學(xué)家利用一種新型超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬出在普通感冒中存在的鼻病毒的侵害人體的過(guò)程�？茖W(xué)家們最近模擬出來(lái)的侵害過(guò)程讓他們更好地了解到病毒是如何附著到人體內(nèi)部細(xì)胞并且在其上面進(jìn)行復(fù)制的過(guò)程，這為新藥的開(kāi)發(fā)提供了一個(gè)非常好的研究平臺(tái)。這樣的報(bào)道一出，網(wǎng)友認(rèn)為這才是IT發(fā)展的終極目標(biāo)。不僅如此，還有很多更具有正能量的技術(shù)可以讓我們一起分享下。
在幾年前，科學(xué)家們才成功繪制了人類(lèi)基因組序列草圖。我們的基因中存儲(chǔ)著令人吃驚的海量信息，基因的面紗才剛剛揭開(kāi)一角。事實(shí)上，正是由這些基因生成的蛋白質(zhì)執(zhí)行著保持我們生命的所有功能。
然而，科學(xué)家們?nèi)匀贿�不了解人類(lèi)蛋白質(zhì)的大部分功能。如果了解了每種蛋白質(zhì)如何影響人類(lèi)的健康，科學(xué)家們就可以發(fā)明治療疾病的新方法。
現(xiàn)在有大量的數(shù)據(jù)可用于確定個(gè)別蛋白質(zhì)的作用，但是這些數(shù)據(jù)需要進(jìn)行分析才有用。在超級(jí)計(jì)算機(jī)上執(zhí)行這種分析可能需要花費(fèi)數(shù)年時(shí)間。WorldCommunityGrid希望將這個(gè)時(shí)間縮短到幾個(gè)月。
“人類(lèi)蛋白質(zhì)組折疊”項(xiàng)目為科學(xué)家們提供數(shù)據(jù)，以用于預(yù)測(cè)數(shù)量巨大的人類(lèi)蛋白質(zhì)的形狀。這些預(yù)測(cè)為科學(xué)家們提供了確定人體內(nèi)個(gè)別蛋白質(zhì)生物功能的線(xiàn)索。如果了解了每種蛋白質(zhì)影響人類(lèi)健康的方式，科學(xué)家們就可以發(fā)明新方法來(lái)治療各種人類(lèi)疾病，如癌癥、愛(ài)滋病、非典和瘧疾等。
ISB為WorldCommunityGrid設(shè)計(jì)了“人類(lèi)蛋白質(zhì)組折疊”項(xiàng)目，并且在其大型的研究工作中運(yùn)用WCG計(jì)算的結(jié)果。
由于不同的氨基酸按照特定的規(guī)則彼此粘連在一起，因此蛋白質(zhì)會(huì)呈現(xiàn)出折疊的形狀。設(shè)想氨基酸是20個(gè)不同顏色的珠子。珠子具有粘性，但只有某幾種顏色的組合才可以粘在一起。這使得氨基酸鏈以一種特殊的方式折疊，從而構(gòu)成了對(duì)人體有用的蛋白質(zhì)。人體細(xì)胞具有幫助蛋白質(zhì)正確折疊的機(jī)制，同樣重要的是，細(xì)胞還具有除去不正確折疊的蛋白質(zhì)的機(jī)制。
“人類(lèi)蛋白質(zhì)組折疊”結(jié)合數(shù)百萬(wàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力
全部人類(lèi)基因的集合稱(chēng)為“人類(lèi)基因組”。人類(lèi)基因組中的基因超過(guò)三萬(wàn)個(gè)，數(shù)量取決于計(jì)數(shù)方法。每個(gè)基因都是稱(chēng)為DNA的長(zhǎng)鏈的一段，它確定了三萬(wàn)多個(gè)蛋白質(zhì)中每一個(gè)的氨基酸鏈構(gòu)成方式。最近幾年，科學(xué)家們已經(jīng)能夠繪制人類(lèi)基因的序列圖。這意味著我們現(xiàn)在知道了人類(lèi)所有蛋白質(zhì)的氨基酸序列。因而，人類(lèi)基因組與作為人類(lèi)所有蛋白質(zhì)集合的“人類(lèi)蛋白質(zhì)組”有著直接的關(guān)系。
盡管研究人員已經(jīng)了解了很多關(guān)于人類(lèi)蛋白質(zhì)組的信息，然而大多數(shù)蛋白質(zhì)的功能仍是一個(gè)謎。基因沒(méi)有確切地揭示蛋白質(zhì)如何折疊成最終的形狀，而這個(gè)形狀十分重要，因?yàn)樗鼪Q定了一種蛋白質(zhì)的功能以及該蛋白質(zhì)可以和其他哪些蛋白質(zhì)連接或相互作用。
了解蛋白質(zhì)的形狀可以幫助研究人員了解蛋白質(zhì)如何執(zhí)行特定的功能以及疾病如何阻止蛋白質(zhì)執(zhí)行保持細(xì)胞健康所必需的功能。
“人類(lèi)蛋白質(zhì)組折疊”項(xiàng)目可以在網(wǎng)格中結(jié)合數(shù)百萬(wàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力，以幫助科學(xué)家們了解人類(lèi)蛋白質(zhì)如何折疊。這個(gè)具有重大意義的任務(wù)中要完成的作業(yè)可通過(guò)網(wǎng)格共享，因此可以比常規(guī)的超級(jí)計(jì)算機(jī)更快地獲得結(jié)果。如果能更好地了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，科學(xué)家們就可以了解疾病的機(jī)理，并能最終找到治愈疾病的方法。
當(dāng)您的網(wǎng)格代理程序運(yùn)行時(shí)，它會(huì)以各種方式折疊氨基酸鏈，并評(píng)估每種折疊與確定特定氨基酸粘連與否的具體規(guī)則的符合程度。當(dāng)計(jì)算機(jī)嘗試以數(shù)百萬(wàn)種方式折疊鏈時(shí)，其實(shí)是在嘗試蛋白質(zhì)在人體中實(shí)際的折疊方式。計(jì)算出的每種蛋白質(zhì)的最佳形狀會(huì)返回給科學(xué)家們，以供日后研究。
計(jì)算機(jī)程序的名稱(chēng)是Rosetta。當(dāng)程序嘗試不同的折疊方式時(shí)，它會(huì)計(jì)算出一個(gè)“Rosetta分?jǐn)?shù)”，表明這種蛋白質(zhì)折疊方式的適當(dāng)程度。要計(jì)算該分?jǐn)?shù)，程序會(huì)按照多種計(jì)分規(guī)則考慮蛋白質(zhì)中氨基酸的壓縮方式。分?jǐn)?shù)越低（更接近于負(fù)數(shù)），說(shuō)明折疊方式越好。
您的計(jì)算機(jī)為特定蛋白質(zhì)確定的最佳折疊方式的“Rosetta分?jǐn)?shù)”顯示的值為“Min”，該值位于您的代理應(yīng)用程序窗口左側(cè)的當(dāng)前“Rosetta分?jǐn)?shù)”下。您可以在窗口的右側(cè)看到計(jì)算機(jī)正在計(jì)算的部分折疊的蛋白質(zhì)的快照?qǐng)D片。左邊顯示表明迄今為止所折疊蛋白質(zhì)的適合程度的另外兩個(gè)數(shù)字。“Environment”分?jǐn)?shù)顯示被擠壓在一起的蛋白質(zhì)核心的適合程度。“Pair”分?jǐn)?shù)顯示了特定氨基酸和適當(dāng)?shù)呐鋵?duì)物的匹配程度。
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