Плоды Надежды: российские суперкомпьютеры помогают в борьбе с коронавирусом

2020 год подходит к концу. Пожалуй, можно сказать, что прошёл этот год под знаком коронавируса — начавшись в Ухани, это заболевание быстро распространилось по всей планете. Пандемия оказала огромное влияние на все сферы человеческой деятельности, включая, разумеется, информационные технологии. Разумеется, «подарком» её можно назвать только в кавычках, но по итогам уходящего года мы можем сказать, что коронавирус в каком-то смысле простимулировал развитие информационных и сетевых технологий — чего стоит только досрочное введение в строй мощнейшего суперкомпьютера Fujitsu Fugaku. А сейчас международный проект The Good Hope Net объявил о достигнутых в этом году результатах.

«Сеть Доброй Надежды» — международная научно-исследовательская некоммерческая инициатива, стартовавшая в марте этого года. Целью было поставлено исследование различных вариантов коронавируса и поиск оптимальных средств борьбы с ним. Как и любой современный научный проект в области биологии, борьба с COVID-19 требует серьёзных вычислительных ресурсов, и весомую долю этих ресурсов предоставила российская группа компаний РСК — крупный разработчик и поставщик суперкомпьютеров и кластерных систем.

В частности, в борьбу включались системы Межведомственного суперкомпьютерного центра Российской академии наук (МСЦ РАН). Также была достигнута договорённость о сотрудничестве в этой области с Китайской Народной Республикой. К проекту присоединились ещё 9 организаций из РФ, США и Тайваня. На данный момент инициатива включает в себя уже 21 исследовательскую группу из 8 стран: России, КНР, США, Канады, Японии, Тайваня, Финляндии и Италии.

На 22 декабря достижения проекта «Сеть Доброй Надежды» выглядят обнадёживающе. Удалось добиться серьёзных успехов — как в изучении самого вируса, так и в поиске лекарств от него. В частности:

• Построена база данных о 256 коротких фрагментах ДНК (т.н. олигонуклеотидах). В этой библиотеке обнаружен перспективный кандидат в лекарства — олигонуклеотидная молекула (аптамер), способная связываться со спайк-белком коронавируса. Этот белок известен широкой публике в виде характерных «шипов» на классических изображениях SARS-CoV-2;
• Этот кандидат был усовершенствован путём направленных мутаций, причём учёным удалось проверить места и энергию связывания. По сути, речь идёт о направленной эволюции;
• Для безопасного тестирования и проверки свойств новых аптамеров удалось синтезировать нужные спайк-белки. Это заслуга научного центра вирусологии и биотехнологий «Вектор»;
• С помощью спектро-флуориметра ClarioStar удалось подтвердить процесс связывания вышеописанных аптамеров с «шипами» вируса. Прибор был предоставлен компанией «Хеликон»;
• С помощью синхротронного излучения в научно-исследовательских центрах Курчатовского института и Национальном исследовательском центре синхротронного излучения (NSRRC) Тайваня удалось определить пространственную структуру олигонуклеотидов, о которых идёт речь. Подтверждено также их комплексообразование со спайк-белком.

Так выглядят структуры смоделированных и полученных аптамеров

Следующий шаг — конструирование терапевтических препаратов на основе полученных олигонуклеотидов. В процессе их создания учёные естественным образом займутся анализом их свойств, механизмов действия и возможностей. Задуманный комплекс исследований включает в себя как эксперименты на реальных объектах — лабораторных животных, белках и клеточных культурах, так и «цифровые эксперименты» на имеющихся в распоряжении проекта суперкомпьютерных мощностях.

Источник: servernews.ru

Комментарии: