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程�？茖W(xué)家們最近模擬出來的侵害過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)制的過程，這為新藥的開發(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)生物功能的線索。如果了解了每種蛋白質(zhì)影響人類健康的方式，科學(xué)家們就可以發(fā)明新方法來治療各種人類疾病，如癌癥、愛滋病、非典和瘧疾等。
ISB為WorldCommunityGrid設(shè)計(jì)了“人類蛋白質(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。
“人類蛋白質(zhì)組折疊”結(jié)合數(shù)百萬臺(tái)計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力
全部人類基因的集合稱為“人類基因組”。人類基因組中的基因超過三萬個(gè)，數(shù)量取決于計(jì)數(shù)方法。每個(gè)基因都是稱為DNA的長(zhǎng)鏈的一段，它確定了三萬多個(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)能夠繪制人類基因的序列圖。這意味著我們現(xiàn)在知道了人類所有蛋白質(zhì)的氨基酸序列。因而，人類基因組與作為人類所有蛋白質(zhì)集合的“人類蛋白質(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�；驔]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。
“人類蛋白質(zhì)組折疊”項(xiàng)目可以在網(wǎng)格中結(jié)合數(shù)百萬臺(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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