Summit 超級電腦(圖:ORNL)

武漢肺炎爆發至今,病例上升的速度不斷加快。使得科學家面臨前所未有的挑戰,必須在短時間內開發出能阻止病毒持續擴散的藥物。如今,美國橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National Laboratory)已開始使用全球運算速度最快超級電腦 Summit 協助分析有潛力成為藥物的成分。

超級電腦

超級電腦 Summit 在 2014 年由美國能源部(US Department of Energy)委託 IBM 建造,目的是為了解決未來世界會面臨的難題。Summit 運算能力高達 200 PFLOPS(每秒浮點運算速度)。橡樹嶺國家實驗室已使用 Summit 找到阿茲海默症(Alzheimer’s)發病前期的細胞病變模式、可能造成鴉片類藥物成癮的基因,以及模擬預測氣候變遷會產生的極端氣候。

武漢肺炎

武漢肺炎是由一種變異的冠狀病毒(coronavirus)引發的疾病,冠狀病毒會使用表面的特殊棘蛋白將基因組植入目標細胞內,使該細胞開始協助製造更多病毒。因此若能找到一種化合物與棘蛋白結合,就能阻止病毒的擴散。而這正是 Summit 在此次任務的目標。

該實驗室的研究人員,米可拉斯·史密斯博士(Micholas Smith)根據其他研究團隊在一月的研究成果,建立了新型冠狀病毒的棘蛋白模型。接著,以 Summit 模擬該模型中蛋白如何與其他化合物反應。Summit 共對 8,000 多種潛在化合物進行模擬,其中發現 77 種化合物有機會與棘蛋白結合,阻止病毒擴散。

未來發展

同為該實驗室研究人員的傑里米·史密斯博士(Jeremy Smith)謹慎提醒:「此研究成果不代表我們找到了能治癒武漢肺炎的解藥。」接下來仍須進行實驗研究,才能實際了解哪種化合物能有效阻止冠狀病毒的擴散。研究團隊也表示,接下來將會使用新的研究成果重新建立棘蛋白模型,並再次進行模擬,希望藉此找到更有潛力的化合物提供給相關學者進行試驗。

參考資料:

  1. Andrew, S. (2020, March 20). The world’s fastest supercomputer identified chemicals that could stop coronavirus from spreading, a crucial step toward a treatment. CNN
  2. Smith, M., & Smith, J. C. (2020). Repurposing Therapeutics for COVID-19: Supercomputer-Based Docking to the SARS-CoV-2 Viral Spike Protein and Viral Spike Protein-Human ACE2 Interface. Chemrxiv DOI: 10.26434/chemrxiv.11871402.v2
  3. Wrapp, D., et al., (2020). Cryo-EM structure of the 2019-nCoV spike in the prefusion conformation. Science DOI: 10.1126/science.abb2507
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