當(dāng)前位置：發(fā)布時間：2026-01-08 08:15 文字大?。? [ 大 中 小 ] 瀏覽次數(shù)：
把超算的強大性能轉(zhuǎn)化成解決生命科學(xué)重大問題的實際能力，國家超級計算無錫中心取得新突破。日前，中心傳來喜訊，科研團隊成功構(gòu)建新一代性能可移植虛擬篩選框架，可實現(xiàn)每日1.9萬億次蛋白質(zhì)與配體分子對接的理論計算速度。若以銀河系中約4000億顆恒星為參照，該框架單日完成的篩選量，相當(dāng)于5個銀河系的恒星總量，接近整個人類蛋白質(zhì)組的規(guī)模。
在現(xiàn)代藥物研發(fā)中，早期發(fā)現(xiàn)階段常被形容為“大海撈針”；虛擬篩選技術(shù)則像一套“智能導(dǎo)航”，幫助科研人員在化合物的海洋中快速鎖定目標(biāo)。“我們基于物理化學(xué)原理，在計算機上對化合物數(shù)據(jù)庫中的分子進行預(yù)篩選，識別出最有可能與靶點結(jié)合的小分子，再做進一步生物學(xué)實驗驗證。”國家超算無錫中心高性能研發(fā)中心生命材料部副部長、新藥發(fā)現(xiàn)平臺負(fù)責(zé)人沈成介紹。
然而，一次虛擬篩選往往需調(diào)用大規(guī)模高性能計算集群連續(xù)運行數(shù)周，成本估算高達數(shù)千萬元，讓絕大多數(shù)研發(fā)機構(gòu)望而卻步。為此，北京生命科學(xué)研究所/清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)交叉研究院黃牛課題組聯(lián)合山東大學(xué)、清華大學(xué)、國家超算無錫中心組成跨學(xué)科團隊，立足“神威”系列超級計算機，圍繞底層硬件架構(gòu)開展深度軟件優(yōu)化，研發(fā)高效虛擬篩選軟件。團隊于2022年發(fā)布的首個版本每日可完成700億配體篩選，性能已達國際領(lǐng)先水平。
“新的框架可以更好地利用新一代‘神威’超算的算力，篩選速度又提升了一個數(shù)量級。”沈成告訴記者，團隊在“神威”超算上持續(xù)優(yōu)化算法，推出了全面升級的SWDOCKP^2框架，目前可同時對接8個蛋白質(zhì)靶標(biāo)結(jié)構(gòu)，達到每日1.9萬億次的理論篩選速度。
據(jù)悉，以SWDOCKP^2為核心的藥物發(fā)現(xiàn)計算平臺已初步面向國內(nèi)外科研機構(gòu)及醫(yī)藥企業(yè)開放試用，在多類首創(chuàng)新藥研發(fā)項目中取得進展。北生所已有多個新藥靶點借助該平臺取得概念性驗證和先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)，中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所正基于該平臺設(shè)計新型小分子抑制劑，上海科技大學(xué)相關(guān)團隊在嗅覺受體配體發(fā)現(xiàn)方面取得積極進展，北京、上海、蘇州等地的多家新藥研發(fā)企業(yè)也借助平臺篩選出一批小分子苗頭化合物，為后續(xù)新藥研發(fā)奠定基礎(chǔ)。
以超算之力破局新藥研發(fā)難題，該計算平臺不僅打破了長期以來的算力資源與技術(shù)壁壘，更將大幅縮短候選藥物的早期發(fā)現(xiàn)周期，降低研發(fā)風(fēng)險及成本。未來，平臺將匯聚全球創(chuàng)新力量，加速潛在治療靶點的挖掘與先導(dǎo)化合物的篩選，助力攻克各類疑難疾病，推動全球創(chuàng)新藥物研發(fā)進入高效、普惠的新階段。
來源：無錫日報
