La tecnología IBM y NVIDIA colabora en la identificación de compuestos que podrían guiar a los investigadores a una
cura
*Por Dave Turek, Vicepresidente de Informática Técnica, IBM Cognitive
Systems
La
tecnología ha estado en el centro de los avances científicos durante
décadas. Hace apenas 16 años, la supercomputadora Blue Gene de IBM
debutó como
la primera supercomputadora en romper la barrera “petascale” y pasó a desempeñar un papel crítico en la secuenciación del genoma humano.
Ese
avance ayudó a abrir la puerta a nuevos fármacos y tratamientos, y Blue
Gene pasó a simular aproximadamente el uno por ciento de una corteza
cerebral
humana, que contiene 1.600 millones de neuronas con aproximadamente 9
billones de conexiones, lo que llevó a una mayor comprensión de la
computadora más compleja jamás creada: el cerebro humano.
Pero algunos problemas requieren una respuesta más inmediata, y es por eso que el
Departamento
de Energía de los Estados Unidos anunció un nuevo y poderoso aliado en la lucha contra la epidemia COVID-19 que ha arrasado 84 países, y todos los continentes excepto la Antártida
según el último resumen de los CDC:
el superordenador Summit construido por IBM.
Los
virus infectan las células uniéndose a ellas y usando una "aguja" para
inyectar su material genético en la célula huésped. Al tratar de
entender
nuevos compuestos biológicos, como los virus, los investigadores de los
laboratorios húmedos crecen el microorganismo y ven cómo reacciona en
la vida real a la introducción de nuevos compuestos, pero esto puede ser
un proceso lento sin computadoras capaces
de realizar simulaciones para reducir el rango de variables
potenciales, pero incluso entonces hay desafíos. Las simulaciones por
computadoras pueden examinar cómo reaccionan las diferentes variables
con diferentes virus, pero cuando cada una de estas variables
individuales está compuesta por millones o incluso miles de millones de
datos únicos y con la necesidad de ejecutar múltiples simulaciones,
esto puede convertirse rápidamente en un proceso que consume mucho
tiempo utilizando hardware básico.
Utilizando
Summit, los investigadores fueron capaces de simular 8.000 compuestos
en cuestión de días para modelar que podrían afectar ese proceso de
infección al pico del virus, y han identificado 77 compuestos de
moléculas pequeñas, como medicamentos y compuestos naturales, que han
demostrado el potencial de afectar la capacidad de COVID-19 para acoplar
e infectar las células huésped.
"Se
necesitaba una computadora como Summit para obtener rápidamente los
resultados de simulación necesarios. Nos llevó uno o dos días, mientras
que habría
tomado meses en una computadora normal", dijo Jeremy Smith, Presidente
de la junta de gobierno de la Universidad de Tennessee, director del
Centro UT/ORNL (Oak Ridge National Laboratory) para biofísica molecular e
investigador principal en el estudio. "Nuestros
resultados no significan que hayamos encontrado una cura o tratamiento
para el coronavirus Wuhan. Estamos muy esperanzados de que nuestros
hallazgos computacionales informarán estudios futuros y proporcionarán
un marco que los experimentalistas utilizarán
para investigar más a fondo estos compuestos. Sólo entonces sabremos si
alguno de ellos exhibe las características necesarias para mitigar este
virus".
Summit
dio a los investigadores su enorme capacidad de procesamiento de datos,
habilitada por sus 4,608 nodos de servidor IBM Power Systems AC922,
cada
uno equipado con dos CPU IBM POWER9 y seis GPU NVIDIA Tensorcore V100,
lo que le da un rendimiento máximo de 200 petaflops, diseñados para ser
más potentes que un millón de portátiles de gama alta. Desde que debutó
como la
supercomputadora
más poderosa del mundo en 2018,ha cimentado su título impulsando investigaciones pioneras para ayudar a entender los
orígenes del universo,
ayudando a entender la crisis de los
opioides,
y mostrando
cómo los humanos serían capaces
de
aterrizar en Marte. Summit, y su supercomputadora hermana Sierra,
fueron entregadas simultáneamente por IBM una hazaña inigualable que es
un testimonio de la dedicación de IBMers y nuestros
socios en proporcionar tecnología innovadora para la evolución de la
humanidad, y en este caso esperamos ver los resultados y relevancia de
Summit en esta última búsqueda.
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