Unul dintre cele mai puternice supercalculatoare din
lume ce aparţine Universităţii din Illinois a fost împins până la limită pentru
crearea unui model care să surprindă comportamentul a 1 milion de atomi în
intervalul de timp de numai 50 de miliardimi de secundă, aflăm din revista Nature. Conform oamenilor de ştiinţă
americani, această simulare computerizată constituie primul experiment de acest
fel care reuşeşte să surprindă comportamentul unui întreg
organism biologic oferind în acelaşi timp detalii la scară moleculară ale
acestuia.
Această simulare a împins puterea
de calcul a supercomputerelor de astăzi până la limită. Dar, susţin
cercetătorii, acesta este numai un prim pas, pentru că viitorul va aparţine
simulărilor de durată mai lungă ce vor dezvălui detalii despre modalitatea în
care diverşi viruşi reuşesc să pătrundă în celulele organismului şi provoacă
boli.
Klaus Schulten de la Universitatea
din Illinois şi colegii săi au construit un model computerizat al unui virus ce
atacă plantele, o micuţă minge de material ARN (acid ribonucleic)
Succesul acestui experiment a
depins de ultima versiune a programului de calculator NAMD dezvoltat de
Schulten şi de colegii săi în aproximativ zece ani în scopul simulării
comportamentului şi înmulţirii moleculelor biologice. Acest program permite
celor câteva sute de procesoare care alcătuiesc un supercalculator să lucreze
în paralel asupra aceloraşi instrucţiuni.
În cadrul experimentului acest
program a calculat felul în care fiecare din cei peste un milion de atomi care
alcătuiesc un organism viral interacţionează cu o picătură de apă sărată aflată
în apropiere şi unii cu alţii în intervalul de timp de o milionime de
miliardimi de secundă.
Astfel echipa a reuşit să modeleze
pe calculator comportamentul unui organism viral pentru o perioadă de 50 de
miliardimi de secundă, sarcină pe care un calculator obişnuit de birou ar fi
dus-o la îndeplinire în aproximativ 35 de ani. "Este doar o extraordinar
de scurtă intruziune în viaţa unui virus, dar arată foarte spectaculos", a
comentat Schulten, coordonatorul acestrui proiect.
Această demonstraţie a indicat
faptul că deşi un corp viral arată simetric, de fapt el pulsează înăuntru şi în
afară într-un mod asimetric, ca şi când ar respira.
De asemenea, conform modelului
computerizat, membrana virală (parte a virusului care se află în contact cu
exteriorul) nu poate rezista în absenţa materialului genetic pe care are rolul
de a-l proteja. Acest fapt sugerează că în momentul reproducerii virusul îşi
construieşte membrana în jurul materialului genetic şi nu îşi introduce pur şi
simplu materialul genetic într-o nouă membrană, aşa cum se credea până în
prezent. "Acest lucru ar putea pur şi simplu revoluţiona domeniile
ştiinţei care se ocupă cu studierea viruşilor" a declarat Schulten.
Pentru viitor oamenii de ştiinţă
vor încerca să simuleze comportamentul unor viruşi mai mari, cum ar fi cei care
provoacă gripa, sau chiar comportamentul sistemului biologic complex al unei
celule, pentru perioade de timp sensibil mai îndelungate, ajungându-se poate
până la ordinul miimilor de secundă, interval necesar spre exemplu pentru
surprinderea momentului în care proteinele dintr-o celulă suferă o mutaţie
genetică.
"Dar astfel de simulări nu vor fi
posibile decât după ce o nouă generaţie de supercalculatoare va fi construită
în următorii cinci an", a mai comentat Klaus Schulten.(Rompres)
