Мобильная версия сайта.
Сайт газеты «Магнитогорский металл»

30 апреля, воскресенье

ГЛАВНАЯ АРХИВ РУБРИКИ РЕДАКЦИЯ РЕКЛАМА КОММЕНТАРИИ ФОРУМ ОБЪЯВЛЕНИЯ
О проекте
FAQ
Установка
Теория
Результаты
Сайт проекта

Описание проекта

Folding@home – проект распределённых вычислений для проведения компьютерной симуляции свёртывания молекул белка. Проект запущен 1 октября 2000 года учёными из Стэнфордского университета. По состоянию на июль 2008 года – это крупнейший проект распределённых вычислений как по мощности, так и по числу участников.


Цель и значение проекта

Цель проекта – с помощью моделирования процессов свёртывания/развёртывания молекул белка получить лучшее понимание причин возникновения болезней, вызываемых дефектными белками, таких как Альцгеймера, Паркинсона, диабет типа II, болезнь Крейтцфельдта – Якоба (коровье бешенство) и склероз. К настоящему времени проект Folding@home успешно смоделировал процесс свёртывания белковых молекул на протяжении 5–10 мкс – что в тысячи раз больше предыдущих попыток моделирования.


Принципы работы

Для выполнения вычислений Folding@home использует не суперкомпьютер, а вычислительную мощь сотен тысяч персональных компьютеров со всего мира. Для того чтобы участвовать в проекте, человек должен загрузить небольшую программу-клиент. В среднем типичный современный компьютер загружен лишь на 5 %, и клиентская программа Folding@Home запускается в фоновом режиме и выполняет вычисления лишь в то время, когда ресурсы процессора не полностью используются другими приложениями.

Программа-клиент Folding@home периодически подключается к серверу для получения очередной порции данных для вычислений. После завершения расчётов их результаты отсылаются обратно.

Участники проекта могут видеть статистику своего вклада. Каждый участник может запустить программу-клиент на одном или более компьютерах, может вступить в одну из команд.


Текущий прогресс и планы на будущее

К августу 2008 года более 3 млн. процессоров успело поучаствовать в проекте, а участников, зарегистрировавшихся на сайте, более миллиона (один участник может вычислять на многих компьютерах). Этого количества процессоров было достаточно, чтобы сравнивать проект Folding@home с наиболее мощными суперкомпьютерами мира, с вычислительным уровнем порядка 1026 Тфлопс. По состоянию на начало сентября 2008 года производительность проекта превышает 3350 Тфлопс. В планах руководителей проекта достичь в ближайшем будущем производительности в 100 Пфлопс.

Folding@home

Краткие теоретические сведения

Что такое протеины?

Протеины – белки представляют собой соединенные в цепочку аминокислоты. Рассматривая белки, можно понять, как развивается жизнь. Как и энзимы, они являются движущей силой всех биохимических процессов в природе. Как структурные элементы, они являются основной составляющей наших костей, мышц, волос, кожи и кровеносных сосудов. Как антитела, они позволяют иммунной системе распознать чужеродные элементы, попадающие в наш организм, и избавить от них. Именно по причине такой важности белков ученые изучают строение генома человека – самого сложного соединения в природе. Однако как мы можем понять, что делают белки и как они функционируют?


Почему белки «сворачиваются»?

Необходимо отметить: знания о последовательности сворачивания белков недостаточно, для того чтобы понять, что происходит с белком и каким образом это происходит. Для исполнения своих функций (Прим. энзимы или антитела) белки принимают определенную форму – сворачиваются определенным образом. Воистину, протеины настолько замечательные машины – для выполнения своей работы они сами себя собирают! Эта «самосборка» и называется свертыванием. Одна из целей нашего проекта – симуляция процесса свертывание белков для того чтобы понять, каким образом происходит такое быстрое и правильное свертывание, и выяснить, что получается когда происходит сбой процесса, т. е. когда белки сворачиваются неправильно.


Сворачиваемость белков и болезни: коровье бешенство, болезнь Альцгеймера, болезнь Гентингтона и т. д.

Что происходит при сбое процесса свертывания белков? Считается, что множество болезней, такие как коровье бешенство, болезнь Альцгеймера, кистозный фиброз, наследственные формы эмфиземы и многие формы рака, являются результатом неверного свертывания белков. Когда белки неверно сворачиваются, они могут соединяться друг с другом – сливаться. Такие соединения часто могут локализоваться (собираться) в мозгу, что, как считается, может привести к возникновению таких болезней, как болезнь Альцгеймера или коровье бешенство.


Почему так сложно понять процесс сворачивания белков?

Удивительна не только способность белков «самособираться» – сворачиваться, но и то время, за которое происходит этот процесс – миллионные доли секунды! Тогда как по меркам обычного человека это очень быстро, компьютерам требуется очень много времени, чтобы симулировать процесс. Например, чтоб симулировать процесс занимающий одну наносекунду (1/1 000 000 000 сек.), компьютеру понадобиться около одного дня. К сожалению, время сворачивания одного белка может занимать 10 микросекунд (10 000 наносекунд). Таким образом, компьютерная симуляция одного белка займет 10000 дней, а это 30 лет! Слишком длительный срок для получения результата.


Наше решение – использовать новый алгоритм распределенного просчета, чтобы симулировать то, что ранее не представлялось возможным технически.

Наша группа разработала новый способ симуляции процесса сворачивания белка, позволив преодолеть основную преграду – временной барьер в симуляции, распределив работу на множество процессоров. Таким образом, с помощью программы Folding@Home, в которой задействованы более 100 000 процессоров, мы успешно преодолели микросекундный барьер и теперь можем симулировать миллисекундный процесс свертывания белка, что позволило раскрыть тайну сворачивания белка.


Что уже сделано и куда мы движемся?

Проект Folding@Home работает. В 2000–2001 годах мы успешно синтезировали несколько мелких, быстро сворачивающихся белков экспериментальным способом, основываясь на нашем методе компьютерной симуляции. На данный момент мы работаем над развитием нашего метода анализа и применения его для изучения процессов сворачивания или неверного сворачивания более сложных и интересных белков. С 2002 по 2006 годы по программе Folding@Home было изучено много сложных белков, процесс свертывания которых составляет микросекунды, например: BBA5, the villin headpeace, Trp Cage.

Начиная с 2006 года мы изучаем белки, относящиеся к болезням, таким как болезни Альцгемера и Гентингтона. Вы можете посмотреть более подробные результаты на нашей странице.


Как я могу узнать больше о работе Folding@Home, и чего мы достигли благодаря Folding@Home?

Подробно изучить результаты и узнать больше о работе и достижениях программы Folding@Home вы можете с помощью наших последних отчетов и пресс-релизов. Также рекомендуем обратится к разделу FAQ нашего сайта и странице биомедицинских исследований и болезней, которые мы изучаем.



Использованы материалы сайта http://folding.stanford.edu

Перевод с английского – Охотников Николай.


 
Яндекс.Погода
 
 

Фоторепортажи

Новости сайта

15.02.2013

Уменьшены крайние сроки подачи и оплаты объявлений в разделе «Объявления». Теперь подать объявление можно за 14 часов до наступления даты выхода газеты (т.е. до 10:00 накануне выхода газеты), а оплатить за 13 часов (до 11:00 накануне выхода газеты). Подробнее в Соглашении.


Публикации

06.04.2017

( )

Катер с боевой судьбой

Я, любитель водных просторов, всегда с большим интересом относился к плавсредствам - то ли оттого что в раннем детстве несколько раз тонул, то ли потому что, став взрослым, несколько раз спасал тонущих.

04.04.2017

( )

Работа на благо людей

Мы, пенсионеры, проживающие на улицах 50-летия Магнитки, Жукова, Советская и Зелёный Лог, хотим рассказать о председателе ТОСа нашего 144-го микрорайона Светлане Сваловой, которая трудится в этой должности более 15 лет.

01.04.2017

( )

На прием к депутату

График приёма граждан в депутатских центрах Магнитогорского местного отделения партии "Единая Россия" по адресу: ул. Суворова, 132/3.

    Реклама

Система Orphus
Яндекс цитирования службы мониторинга серверов
Я принимаю Яндекс.Деньги
ГЛАВНАЯ
АРХИВ
РЕДАКЦИЯ
РЕКЛАМА
КОММЕНТАРИИ
ФОРУМ
ПОИСК

© АНО «Редакция газеты «Магнитогорский металл». (2005-2017).
Адрес редакции: 455038, г. Магнитогорск, пр. Ленина, д. 124/1, телефоны редакции: +7 (3519) 39-60-74, 39-60-75, 39-60-76, 39-60-78, 39-60-79, 39-60-87.
E-mail: inbox@magmetall.ru
При воспроизведении материалов «ММ» в печатном, электронном или ином виде, ссылка на «Магнитогорский металл» обязательна. За достоверность фактов и сведений ответственность несут авторы публикаций и рекламодатели. Редакция может не разделять точку зрения автора. Письма и рукописи не возвращаются и не рецензируются.

Дизайн – Анфёров Артем.
Редактор сайта – Долинина Д.А.
Разработка и поддержка – Серебряков С.А.