3D tištěný model proteinu spike koronaviru SARS-CoV-2. Kredit: NIH Image Gallery / Wikimedia Commons.

Folding@home je jedním z populárních projektů distribuovaných výpočtů, do nichž se mohou zapojovat uživatelé po celém světě. Vznikl v roce 2000 na americké Stanford University. Od té doby do Folding@Home zapojují dobrovolníci, kteří nabízejí své výpočetní kapacity k simulování prostorového skládání proteinů. Takové simulace jsou výpočetně náročné a zároveň velmi přínosné pro výzkum nádorů, neurodegenerativních chorob a řady dalších závažných onemocnění. Rozhodně to nejsou jen takové počítačové hrátky. Díky projektu již vzniklo přes 200 odborných publikací.

k

Folding@home, logo.

Kolem Folding@home se vytvořila komunita nadšenců. Až donedávna se na distribuovaných výpočtech projektu obvykle podílelo v jeden okamžik něco přes 30 tisíc uživatelů. Pak přišla pandemie covid-19. Naštěstí, ne každý věří, že je to jenom nějaká chřipka. Ukázalo se, že mnoho lidí na planetě bere covid-19 vážně a rádi pomohou zachránit svět i v době sevřené karanténou.

Když se objevila infekce covid-19, Folding@home nastoupil do první linie fronty výpočtů a simulací. A to mělo své důsledky. Jak nedávno uvedl šéf Folding@home biochemik Greg Bowman z americké Washington University in St. Louis, v posledních týdnech se k Folding@home připojilo asi 700 tisíc nových uživatelů. Před pár dny dosáhla výpočetní síla sítě Folding@home úchvatných 2,4 exaFLOPS. Je to teď exascale superpočítač, daleko nejvýkonnější na planetě. Vlastně je výkonnější nežli celá TOP 500 nejlepších superpočítačů. Síla distribuovaných výpočtů je nezměrná.

Greg Bowman. Kredit: Matt Miller/Washington University.

Folding@home je o prostorové struktuře proteinů. Ta je přitom velmi důležitá pro jejich biologické funkce. Pandemické projekty Folding@home se zaměřují na různé proteiny viru SARS-CoV-2, především na populární glykoprotein S (spike), jehož tři jednotky tvoří slavné „paprsky“ koronavirů, jimiž se koronaviry váží k hostitelské buňce. Lidem z Folding@home trimery proteinu spike připomínají démonického zlouna Demogorgona ze Stranger Things, takže jeho jméno použili jako přezdívku pro spike.

Trimery proteinu spike červeně. Kredit: CDC/ Alissa Eckert, MS; Dan Higgins, MAM.s

Jak říká Bowman, když by si někdo chtěl simulovat, jak se otevírá tlama Demogorgona jen na svém počítači, musel by si na výsledek počkat asi tak 100 let. Distribuovaná exascale síť Folding@home ale tyhle výpočty drtí jako buldozer. Kromě Demogorgona se Folding@home věnuje účinkům potenciálních léků na proteiny koronaviru, a také tomu, jak koronavirus infiltruje buněčný aparát hostitelské buňky.

Spike hraje velkou roli v infekci koronaviru a zároveň je cílem vyvíjených léků a léčebných postupů. Proto musíme co nejlépe porozumět jeho struktuře a fungování. V tom by Folding@home mohl významně pomoci. Na rychlosti počítače přitom nezáleží. Kdokoliv chce, může svůj počítač vyslat do globálního distribuovaného boje s pandemií. Folding@home.

Video: Join Folding@home and help us tackle disease!

Video: The COVID-19 Demogorgon (aka spike) in action

Literatura

Science Alert 17. 4. 2020.

The Scientist 15. 4. 2020.