border="0" width="407" height="412" align=left>Основной сложностью в борьбе с вирусом H1N1 является быстрое появление новых форм, для которых такие лекарства, как Tamiflu (осельтамивир) и Relenza (занамивир) уже неэффективны.

Благодаря компьютерной симуляции, исследователи из Университета Бристоля в Великобритании и из университетов Bansomdejchaopraya Rajabhat и Chulalongkorn в Бангкоке изучили, как мутации H1N1 могут вызвать изменения в химической и биологической структурной динамике ключевого фермента вируса, и впервые обнаружили механизм сопротивления к существующим лекарствам против гриппа. Это открытие позволит быстро создать лекарства против подобных мутаций вируса и снизить уровень смертности в будущих эпидемиях.

Для обнаружения механизма сопротивления H1N1 команда исследователей использовала небольшой кластер с высокопроизводительными GPU NVIDIA Tesla для проведения симуляций в приложении молекулярной динамики AMBER , причем ей потребовалось вдвое меньше времени и пятая часть ресурсов по сравнению с кластером на CPU.⁽¹⁾ Результаты данного исследования подробна изложены в последнем выпуске журнала Biochemistry.

“Четырехузловой кластер с восемью GPU позволил нам быстро провести огромное число симуляций”, - отмечает Др. Кристофер Вудз (Christopher Woods), ведущий специалист английской команды исследователей. “Мы смогли полноценно изучить все мутации вируса и создать подробную картину происходящего, чтобы быстро наметить дальнейшие шаги создания механизма сопротивления. Сравнимая система на базе CPU с 16-24 процессорами выдала бы результаты в лучшем случае за вдвое большее время. Причем, мы вряд ли смогли бы быстро провести все исследования одномоментно, так как вычислительные ресурсы нужны и другим исследователям нашего университета”.

Вслед за вспышкой вируса гриппа H1N1 в 2009 года, который поразил 89 миллионов людей (до 18 300 смертельных исходов) ⁽²⁾, ученые всего мира начали изучать проблему того, каким образом мутации вируса становятся устойчивыми к лучшим противогриппозным препаратам. Живые лабораторные эксперименты с вирусами достаточно сложно организовать, так как реакции протекают слишком быстро и неуловимо. Вместе с тем, ученым было также сложно получить доступ к вычислительным ресурсам больших суперкомпьютерных кластеров.

“До последнего времени проведение компьютерных симуляций для создания лекарств и борьбы с болезнями было лимитировано ограниченным доступом исследователей к дорогостоящим вычислительным ресурсам больших суперкомпьютерных центров”, - отмечает Сумит Гуптп (Sumit Gupta), старший директор по продуктам Tesla в NVIDIA. “Теперь в распоряжении ученых оказываются небольшие доступные серверы на базе GPU, открывая им свободный доступ к высокой производительности для проведения симуляций”.

Чтобы предоставить мощь GPU для широкого круга ученых, NVIDIA запустила программу GPU Test Drive. Она позволяет химикам и биологам бесплатно проверить эффективность GPU в симуляциях молекулярной динамики на удаленном GPU-кластере. Подробнее смотрите на сайте GPU Test Drive.

⁽¹⁾ Команда исследователей провела 10 симуляций на мутациях H1N1, что заняло примерно месяц против двух месяцев на CPU.

⁽²⁾ Источник: CDC.gov