science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Het griepseizoen is begonnen:supercomputers vormen een nieuwe verdedigingslinie

Krediet:Universiteit van Texas in Austin

Tijd om tissues in te slaan.

Terwijl de dagen plotseling overgaan van zomerse warmte naar een winterse kou, je schijnt meer mensen te kennen die ziek zijn, ziek geweest, of erger, worden langzaamaan ziek. Inderdaad, de koudere maanden betekenen dat seizoensinsecten volop in beweging zijn - sommige wetenschappers zeggen zelfs dat het griepseizoen dit jaar bijzonder slecht zal zijn.

De griep varieert van een ongemak voor sommigen tot levensbedreigend voor anderen. Voor ouderen, zwangere vrouwen en jonge kinderen, de verspreiding van de griep is onheilspellend. De beste hoop vandaag is om regelmatig je handen te wassen en een griepprik te krijgen.

Maar als we meer wisten over deze virussen, onderzoekers geloven dat we hun zwakke punten kunnen leren kennen en ze voor kunnen blijven. Nutsvoorzieningen, wetenschappers in het hele land gebruiken supercomputers in het Texas Advanced Computing Center om manieren te vinden om virussen te stoppen.

Peter Kasson, een universitair hoofddocent moleculaire fysiologie en biomedische technologie aan de Universiteit van Virginia, is een van die onderzoekers. Zijn werk combineert informatica en biologie om virale infecties zoals griep en zika te begrijpen.

"Virussen zijn deze hele kleine pakketjes die veel complexiteit coderen, ' zei Kasson.

Zijn onderzoeksteam observeert virussen experimenteel door ze handmatig te labelen met fluorescerende eiwitten en ze door microscopen te bekijken om te begrijpen hoe ze cellen beïnvloeden. Echter, dit is een moeilijk en tijdrovend proces met ruimte voor menselijke fouten.

Betreed UT's nieuwe supercomputer Frontera, de krachtigste academische supercomputer ter wereld.

Naast het experimenteel bestuderen van virussen, een supercomputer stelt Kassons team in staat kritieke virale mechanismen uit elkaar te halen en deze op atomair niveau te begrijpen met behulp van simulaties - virtuele hercreaties van het gedrag van een virus.

Supercomputers in het Texas Advanced Computing Center. Krediet:TACC

Vanuit deze nieuwe inzichten ze willen virussen opsporen en bestrijden. "Wat we doen leidt de ontwikkeling van nieuwe antivirale therapieën en helpt ons ook te beoordelen hoe goed vaccins werken en hoe goed de immuniteit van mensen kan voorkomen dat nieuwe virale bedreigingen wijdverspreide ziekten in de VS veroorzaken."

Het is een intensief proces dat tijd en verwerkingskracht vereist - "een uitdaging die de snelste supercomputers ter wereld vereist, ' zei Kasson.

De rekensnelheid van Frontera stelt onderzoekers in staat enorme hoeveelheden experimentele gegevens te gebruiken om simulaties te ontwikkelen en te verfijnen.

Onderzoekers kunnen zelfs hun eigen programma's maken die simulaties uitvoeren, de resultaten bekijken, en laat programma's automatisch beslissen wat ze vervolgens moeten onderzoeken, zodat zowel de simulaties zelf als de beslissing welke simulaties ze vervolgens moeten doen, worden geautomatiseerd. Dit versnelt het proces drastisch en met steeds meer runs, maakt modellen die gedetailleerder en nauwkeuriger zijn.

Als een van de 36 wereldwijde onderzoeksgroepen die zijn geselecteerd om deel te nemen aan Frontera's vroege gebruikersperiode, Het team van Kasson zegt dat het opzetten van hun simulaties extreem soepel is verlopen.

"We hebben een aantal spannende voorlopige resultaten kunnen behalen die we heel graag willen voortzetten, " zei Kasson. "In de tijd dat we Frontera gebruikten, onze simulaties verlopen twee of drie keer sneller dan op de eerdere supercomputers waartoe we toegang hadden."

Het gebruik van deze supercomputers kan leiden tot nieuwe doorbraken in het begrijpen en bestrijden van alle soorten virussen.

Misschien komt er een dag dat de koelere maanden niet langer synoniem zijn met het griepseizoen en we allemaal seizoensveranderingen kunnen ervaren met minder pijn, hoest en niest.

Ondertussen, pak gewoon die tissues en hoop op het beste.