Wissenschaft

Wie der Supercomputer Summit von IBM im Kampf gegen das Coronavirus hilft

Der Supercomputer Summit von IBM, der leistungsstärkste der Welt, wurde auch bei der Suche nach Medikamenten genutzt, die möglicherweise am wirksamsten gegen das Coronavirus oder COVID-19 sind, für das es derzeit keine Heilung oder keinen Impfstoff gibt.

Coronavirus-Ausbruch, IBM-Supercomputer, IBM-Gipfel, IBM-Supercomputer-Coronavirus, IBM-Coronavirus-Computer, IBMDer IBM Summit ist der leistungsstärkste Supercomputer der Welt und wird im Kampf gegen das Coronavirus eingesetzt. (Bildquelle: IBM)

Während die Coronavirus-Pandemie andauert und die Infektionen weltweit, auch in Indien, weiter zunehmen, suchen Wissenschaftler immer noch nach einem Heilmittel für COVID-19. Der Supercomputer Summit von IBM, der leistungsstärkste der Welt, wurde auch bei der Suche nach Medikamenten eingesetzt, die gegen das Virus am wirksamsten sein könnten.



Laut einer Ankündigung haben die Forscher des Oak Ridge National Laboratory (ORNL) des US-Energieministeriums den IBM Summit genutzt, um eine mögliche Heilung des Virus zu erforschen. Der Gipfel hat bereits 77 niedermolekulare Wirkstoffe identifiziert, die im Kampf gegen das für die Pandemie verantwortliche Coronavirus SARS-CoV-2 helfen könnten.

Da die genaue Struktur des Virus jedoch noch nicht klar ist, warnen Wissenschaftler davor, dass mehr Forschung und Experimente erforderlich sind, um zu überprüfen und zu bestätigen, welche Chemikalien das Virus bekämpfen können. Was diese Forschung im Moment enthüllt, sind die „vielversprechenden“ Kandidaten gegen das Virus.



Summit war notwendig, um schnell die benötigten Simulationsergebnisse zu erhalten. Wir brauchten ein oder zwei Tage, während es auf einem normalen Computer Monate gedauert hätte. Unsere Ergebnisse bedeuten nicht, dass wir eine Heilung oder Behandlung für das Wuhan-Coronavirus gefunden haben. Wir sind jedoch sehr zuversichtlich, dass unsere Computerergebnisse sowohl zukünftige Studien als auch einen Rahmen bieten werden, den Experimentalisten nutzen werden, um diese Verbindungen weiter zu untersuchen, Jeremy Smith, Direktor des UT/ORNL Center for Molecular Biophysics heißt es in einer Pressemitteilung.



Warum also der IBM Summit im Kampf gegen das Coronavirus?

Angesichts der Tatsache, dass es sich um eine Pandemie handelt und die Zeit von entscheidender Bedeutung ist, mussten Wissenschaftler schnell arbeiten, viel schneller als mit herkömmlichen Methoden zur Untersuchung des Virus in einem Labor. Wissenschaftler müssen schnell herausfinden, wie dieses Virus genau funktioniert, wo die Schwachstellen liegen und welche Medikamente sich am wirksamsten erweisen.

Mit Summit konnten Wissenschaftler Computersimulationen durchführen, um zu sehen, wie verschiedene Variablen mit verschiedenen Viren reagieren, obwohl dies zu Milliarden von Datenpunkten führen kann. Für solch komplexe Simulationen bietet ein Supercomputer die schnellste Bearbeitungszeit.



In diesem Fall führten zwei Forscher auf Summit Simulationen von mehr als 8.000 Verbindungen durch, um nach solchen zu suchen, die am wahrscheinlichsten an das Hauptprotein des Coronavirus binden, wodurch es laut Aussage nicht in der Lage ist, Wirtszellen zu infizieren. Die Ergebnisse wurden auf ChemRxiv veröffentlicht.

Was haben die Ergebnisse des IBM Summit gezeigt?

Der Forscher Micholas Smith baute ein Modell des Spike-Proteins des Coronavirus, auch S-Protein genannt. Dies basiert auf frühen Studien der Struktur. Mit dem Supercomputer simulierte er die verschiedenen Verbindungen, die an den S-Protein-Spike des Coronavirus andocken, um festzustellen, ob einer von ihnen verhindern könnte, dass der Spike an menschlichen Zellen haftet.

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Mit Summit haben wir diese Verbindungen basierend auf einer Reihe von Kriterien eingestuft, die sich darauf beziehen, wie wahrscheinlich es ist, dass sie an den S-Protein-Spike binden, sagte Micholas Smith. Das Team fand 77 niedermolekulare Verbindungen wie Medikamente und Naturstoffe, die von Wert sein könnten. In den Simulationen binden diese Verbindungen an Regionen des Spikes und könnten das Eindringen des Coronavirus in die menschlichen Zellen verhindern.

Die Wissenschaftler haben angekündigt, die Computerstudie erneut durchzuführen. Dies liegt daran, dass in Science ein hochpräzises S-Protein-Modell des COVID-19 veröffentlicht wurde. Dies kann die Rangfolge der Chemikalien, die wahrscheinlich am häufigsten verwendet werden, ändern, so die Forscher.