Koronavirüs’e karşı hep beraber savaşabiliriz. Evde kalmaktan sıkıldınız mı? Salgının bir an önce bitmesini mi istiyorsunuz? O zaman gelin hep beraber virüse karşı savaşta aktif rol oynayalım. Peki bunu nasıl yapabiliriz?
Yüzbinlerce gönüllü, bilgisayarlarını Folding @ home adlı sanal bir süper bilgisayar oluşturan geniş bir ağa ekledi. Hastalıkları inceleyen araştırmacılar için kitle kaynaklı bilgi işlem gücünü kullanarak protein simülasyonları oluşturan Folding @ home projesi, Şubat ayında koronavirüste bulunan proteinleri analiz etmeye başlayacağını duyurmuştu.
Bu proteinler, virüsün insan hücrelerine bulaşmasına yardımcı olan araçlardır. Bilgisayar simülasyonlarını kullanılarak, araştırmacılar proteinlerde açıklık bulmak bulmaya çalışacak.
Koronavirüs’e Karşı Savaşabiliriz
Kullanılmayan bilgi işlem güçlerini projeye bağışlayan gönüllü sayısı arttıkça, sanal süper bilgisayar, sihrini çabucak gösterebilir. Proje koronavirüs çalışmalarını duyurduğundan beri yaklaşık 400.000 gönüllü katıldı.
St. Louis’deki Washington Üniversitesi Tıp Fakültesi’nde biyofizikçi olan proje lideri GregoryBowman projenin nasıl çalıştığı ve insanların nasıl yardımcı olabileceği hakkında konuştu.
Simülasyonlar koronavirüs proteinlerini haritalamaya nasıl yardımcı olur?
Araştırmacılar, X-ışını kristalografisi ve kriyo-elektron mikroskopisi gibi teknikler kullanarak SARS-CoV-2 adı verilen koronavirüs proteinlerinin anlık görüntülerini aldılar. Ancak proteinler hareketsiz kalmıyor, diyor Bowman.
“Protein ve çevresindeki tüm atomlar sürekli olarak birbirlerini itiyor ve çekiyorlar” diyor. “Yaptığımız şey, bilgisayardaki bu fiziksel etkileşimleri modellemek.” Bu simülasyonlar, bir proteinin yapısının alabileceği farklı şekilleri ortaya koyuyor.
Ne tür güvenlik açıkları arıyorsunuz?
Bowman, “Bir proteinin yüzeyinde, bir oluğa yerleştirmek üzere tasarladığımız bu küçük molekülü hayal edebileceğiniz güzel bir cep istiyorsunuz” diyor Bowman. Ancak birçok protein, özellikle virüslü olanlar, görünüşte pürüzsüz yüzeylere sahiptir ve bu da hedeflenmelerini zorlaştırır. Simülasyonlar,bilim adamlarına Bowman’ın “şifreli cepler” dediği şeyi ortaya çıkarma şansı veriyor.
Bu başka virüsler için de işe yaradı mı?
“Aslında Ebola virüsünden bir protein aldık ve simülasyonlar yaptık ve bu gizli ceplerden birini keşfettik ,” diyor Bowman. “Sonra gittik ve gerçekten küçük bir cep olduğunu göstermek için deneyler yaptık ve eğer orada küçük bir molekül yapıştırırsak, proteinin işlevini gerçekten kapatabilir.” Benzer şekilde, yeni bir ilaç molekülü, SARS-CoV-2 proteininin kimyasal çarklarına yapışacak şekilde tasarlanabilir, bu da virüsü insan hücrelerine bulaştıramaz.
Neden sadece koronavirüs için çalışan mevcut bir ilaç bulmuyoruz?
“Bu harika olurdu,” diyor Bowman. Yeni ilaçlar geliştirmek yıllar hatta on yıllar alabilir. Bu nedenle araştırmacılar, potansiyel COVID-19 tedavileri olarak hepatit C, Ebola ve sıtma ile mücadele etmek için tasarlananlar mevcut ilaçları araştırıyorlar.
Ancak “Bunların işe yarayacağının garantisi yok” diyor. Örneğin, başlangıçta ümit vaat eden HIV tedavisi için kullanılan antiviral ilaçlar, yakın tarihli bir klinik çalışmada koronavirüs hastaları için net bir fayda göstermemiştir.Folding @ home gibi çalışmalar, aramayı genişleterek mevcut ilaçlar üzerinde testler yapıyor.
Birisi SARS-CoV-2 ilacını bulsa bile, “orada durmak istemiyoruz” diyor Bowman. “Varsayım, birçok virüste olduğu gibi, bunun oldukça hızlı bir şekilde mutasyona uğrayacağıdır ve eğer buna ayak uyduramazsak, şimdiki problemlere geri döneceğiz. Bu şeyi birçok şekilde ele almak başarı için en iyi bahistir. ”
Simülasyonlar için neden bir süper bilgisayara ihtiyacınız var?
“Proteinlerde atomların küçük titremelerini yakalamak için çok küçük zaman ölçekleri üzerinde çalışmak zorundayız” diyor Bowman. “Simülasyondaki her adım bir femtosaniyedir,” veya saniyenin dörtte biri. Diyelim ki bir saniye boyunca protein hareketini izlemek için, “bilgisayarda milyarlarca işlem yapmalıyız.
Ayrıca bu işlemlerin her biri, protein ve çevresindeki çözümdeki her bir atom çiftinin birbiri ile nasıl etkileşime girdiğini sormamızı gerektiriyor ”diyor. Folding @ home bir çok gönüllünün bilgi işlem gücünü bir kerede kullanarak, sıradan bir masaüstü bilgisayar kullanılarak 100 yılda yapılacak işlemi 1 ay kadar kısa bir süreye düşürüyor.
Folding @ home SARS-CoV-2 çalışma görevine koyulan tek süper bilgisayar değildir. 23 Mart’ta Beyaz Saray , çeşitli ulusal laboratuvarlara, NASA, IBM ve Microsoft da dahil olmak üzere birçok şirkete, üniversite ve devlet kurumları konsorsiyumunun araştırmacılarına, tedavilerin keşfini veSARS-CoV-2 aşısını hızlandırmak için süper bilgisayarlarını kullanmalarını söyledi.
Folding @ home’a kim yardımcı olabilir?
“Herkes yazılımımızı kişisel bilgisayarlarına yükleyebilir ve kullanılmayan bilgi işlem güçleriyle katkıda bulunabilir” diyor Bowman. “Eski dizüstü bilgisayarlarında çalışan insanlardan, son model bilgisayarı olan oyunculara kadar her çeşit bilgisayar kümeleri Folding @ home ‘da var”
Kaynak: Science News Çeviren: Berk Keskin
