どのように巨大なスーパーコンピュータが謙虚なPCをパーソナライズド・ドラッグをデザインするのを助けているか

バルセロナスーパーコンピューティングセンターによると、この新しい方法は、パーソナライズド・メディスンの最初の目に見えるステップの1つです。

バルセロナのスーパーコンピュータセンターは、抗レトロウイルス薬の治療法を選択し、通常の研究室のPCを使ってより迅速に薬物を設計する新しい方法を創出するのに役立っています。

生物分子が生きた細胞の中でどのように相互作用するかを研究することは、コンピューティング資源の点で非常に要求されています。そのような分子は、身体における維持および代謝プロセスに関与する。

そのコンピューティングリソースの問題に対処するため、バルセロナのスーパーコンピューティングセンター(BSC)は、Webサーバー経由でアクセス可能なタンパク質構造を解析するためのProtein Energy Landscape Exploration(PELE)というソフトウェアを作成しました。

ミシガン大学の研究者グループが実施したCSARベンチマーク訓練によれば、薬物がどのように標的と相互作用するかを予測し、市販のソフトウェアに比べて利点を有することが示されている。

カタロニア人エイズ研究所のIrsiCaixaと協力して、BSCはPELEを使用してHIV治療に使用される抗レトロウイルス薬の有効性を予測するバイオインフォマティクス手法を開発しました。

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この方法は、HIV DNAシークエンシング、遺伝子変異の同定、計算タンパク質モデリング、および薬物がウイルスのタンパク質とどのように結合するかのシミュレーションを組み合わせる。

しかし、最も重要なことに、この方法は、任意の実験室で利用可能な標準的なPCなどの比較的小規模なコンピューティング機器で、24時間以内に実行することができます。

今まで、患者情報は、薬剤の有効性に対するHIV突然変異の影響を予測するために使用されてきた。このアプローチの欠点は、レコードが存在しない突然変異に対応できないことです。

BSC-IrsiCaixa法は、各遺伝子変異の特徴と、突然変異が薬剤の標的として作用するウイルスのタンパク質に生じる変化に基づいて、予測を行うためにPELEを使用する。

BSCの研究者であるVictor Guallar氏は、「誰もが分子シミュレーションを行うための決定論的なアプローチを使用しているので、我々はMonte Carloと呼ばれる確率論的アプローチを用いてタンパク質構造予測技術と組み合わせることにした。

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だからほんの数時間で、他の方法で入手するのに数日か数週間かかる情報を得ることができました。

現時点では、ソフトウェアインターフェイスはそれほどフレンドリーではないので、Guallarと彼のチームは改善のために取り組んでいます。次のステップは、システムに仮想現実感をもたらすことで、世界中の専門家が同じシステム上で遠隔操作することができるという。

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Guallarは、PELEを用いて開発されたシステムは、最終的にパーソナライズド・メディカルとなる領域の最初の具体的な分子モデリングステップの1つであると考えています。

「各患者の疾病の原因を遺伝学的に分析した結果、個々の症例で最も効果的であると判断される治療法が決定されます。

IrsiCaixaの研究者Marc Noguera-Julianにとって、開発されたシステムは、「抗レトロウイルス治療を決定する際の現行の練習の限界を克服し、さらに新薬をより迅速に設計することを可能にする概念の総合的証明」である。

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