Krátký čas, během kterého počítač zvládne obrovské množství výpočtů, umožnil vědcům prozkoumat tisíce variant toho, jak se nový koronavirus zachová při kontaktu s různými chemickými látkami. Micholas Smith a Jeremy Smith, kteří výsledek svého matematického modelování zveřejnili na vědecké platformě ChemRxiv, vycházeli ze zjištění čínských vědců z letošního ledna.
Číňané objevili, že nový koronavirus na lidské buňky útočí podobně jako již prozkoumaný virus SARS, tedy že do nich "vstříkne" trochu genetického materiálu. Dělá to pomocí výrůstků, které samotné tělo viru obklopují. Ty připomínají korunu, což dalo koronavirům název (corona znamená latinsky koruna).
"A malé bodáky na jejich konci jsou to první, co se dotkne lidské buňky, když jí virus začíná přenášet nákazu," vysvětlil v rozhovoru pro časopis Rolling Stone Jeremy Smith, který je zároveň ředitelem Národní laboratoře při Centru pro molekulární biofyziku Univerzity v Tennessee, kde se počítač nachází.
Smith společně se svým stejnojmenným kolegou odhalil 77 látek, které by mohly lidským buňkám pomoci se tomuto "vstříknutí" bránit.
Otupíme bodáky
Oba vědci díky znalostem čínských kolegů vytvořili matematický model, ve kterém otestovali celkem osm tisíc různých látek. Zajímalo je, jestli by viru dokázaly zabránit v napojení na lidské buňky a zamezily tak v jeho dalším šíření. "V podstatě bychom se pokusili jejich bodáky otupit a napojit na ně látku, která by jim zabránila dál rozpoznávat přijímač na lidských buňkách," vysvětluje Smith složitý proces. Laboratoř v Oak Ridge v americkém státě Tennessee, kde se počítač nachází, zveřejnila názorné video, jak by taková obrana vypadala.
Podle vědců je mnoho téměř z 80 možných látek, léků i přírodních sloučenin už dnes schválených k použití na člověku. Říct, o jaké přesně se jedná, ale Smith v tuto chvíli odmítá s tím, že nejspíš většina z nich nebude fungovat. "Neznamená to totiž, že jsme našli lék na koronavirus," upozorňuje. Všechny potenciálně účinné chemické látky musí někdo nejdříve otestovat experimentálně. Podle Smitha s tím další výzkumná skupina už začala.
Micholas Smith mezitím celý matematický proces zopakuje se zpřesněným modelem navrženým podle studie zveřejněné teprve minulý týden. Druhá simulace by tak mohla pomoci zpřesnit pořadí látek podle toho, jakou mají šanci na úspěch, a urychlit tak posléze i samotné laboratorní testování.
Právě rychlost je podle výzkumníků zásadní. "Se superpočítačem nám to trvalo den nebo dva, na normálním počítači by to zabralo měsíce," říká Jeremy Smith. Další zjištění mohou ale podle něj být i otázkou štěstí. Některá z vytipovaných látek by mohla fungovat, zabrat ale nemusí žádná. "Pro další nemoci, na kterých jsme pracovali, jsme ale vždy něco našli. Naše naděje spočívá v tom, že zabere některý z existujících léků a nebudeme muset navrhovat od začátku úplně nový," dodává biochemik.
Kvadriliony výpočtů za vteřinu
Počítač s celým názvem IBM AC922 Summit patří americké společnosti IBM a nachází se v laboratořích amerického ministerstva energetiky. Využívat ho ale mohou i další ministerstva, laboratoře a univerzity, kterým pomáhá řešit komplexní problémy z oblasti medicíny nebo proměn klimatu, na které běžná výpočetní technika nestačí
O tom, jestli jim bude přístup k počítači udělen, rozhoduje prestiž jednotlivých pracovišť i problém, na kterém by pracovala. Své výsledky musí vždy zveřejnit.
Za necelé dva roky provozu vědci využili počítač mimo jiné k odhalení vzorců v buněčných systémech, tedy v materiálu, ze kterého je poskládán lidský organismus, jenž způsobuje Alzheimerovu nemoc. Také pomáhá na základě klimatických dat předpovědět extrémní výkyvy v počasí nebo zemětřesení.
Stroj, který při provozu vydává zvuky podobné hlasitému vysavači a jenž překonal více než dvojnásobně rychlost do té doby nejvýkonnějšího čínského Sunway TaihuLight, zaplatila americká vláda. Jeho vytvoření stálo asi 200 milionů dolarů (v přepočtu více než pět miliard korun podle dnešního směnného kurzu). Ročně jeho provoz spolkne dalších 10 milionů dolarů.
Zvládá provést 200 kvadrilionů (tedy 200 000 000 000 000 000, neboli 200 biliard) výpočtů za vteřinu. Stejný počet by zabral celému lidstvu asi 305 dní, pokud by každý člověk vypočítal jednu operaci za vteřinu.
