Siêu máy tính mạnh nhất thế giới đã giúp khoa học chống lại dịch Covid-19 như thế nào?

Nhờ những đột phá về công nghệ máy tính trong những năm trở lại đây, chúng ta dễ thở đôi phần trong đại dịch Covid-19.

Ngay trong những tháng đầu năm 2020, các nhà khoa học đối mặt với thách thức hiếm thấy: phải đẩy tốc độ nghiên cứu virus SARS-CoV-2 cho kịp với tốc độ lây lan của nó. Thật may, hỗ trợ các nhà khoa học là công nghệ siêu máy tính đã đạt được nhiều dấu mốc đáng chú ý trong những năm trở lại đây.

Summit, cỗ siêu máy tính mạnh nhất thế giới có thể thực hiện số 200 triệu tỷ, tức 200.000.000.000.000.000 phép tính/giây. Với “bộ não” có thể nghĩ nhanh như chớp, Summit chạy hàng ngàn chương trình giả lập một lúc để phân tích ra loại thuốc chống Covid-19 hiệu quả.

Tính tới thời điểm bài viết này được đăng tải, Summit đã xác định được 77 loại thuốc như vậy trong tổng số 8.000 loại thuốc đang được xem xét. Đây là bước tiến lớn trong cuộc đua tìm ra vaccine chữa Covid-19.

Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge đã đăng tải những gì Summit tìm được lên tạp chí hóa học ChemRxiv.

Đây chính là mục đích ban đầu khi người ta chế tạo Summit, là giải quyết những vấn đề mà cộng đồng gặp phải. Trong quá khứ, Summit đã giúp ta xác định được cấu trúc tế bào xuất hiện trước khi bệnh Alzheimer hình thành, phân tích gen gây nên chứng nghiện thuốc giảm đau opioid, dự đoán những hiện tượng thời tiết cực đoan dựa trên thông tin sẵn có về khí hậu.

Đây là cách Summit chống lại virus SARS-CoV-2

Virus gây bệnh cho tế bào thông qua những “gai” chứa vật chất di truyền. Việc của Summit là tìm ra tổ hợp thuốc có thể bám vào các gai đó, ngăn ngừa virus lây lan. Nhà nghiên cứu Micholas Smith tạo ra mô hình gai virus corona, dựa trên cách thức nguyên tử và hạt trong protein của virus tương tác với các tổ hợp thuốc.

Siêu máy tính chạy chương trình giả lập của 8.000 thứ thuốc có khả năng bám vào các gai protein. Và sau nhiều giờ phân tích, Summit dã tìm ra 77 thứ thuốc có tiềm năng kiềm chế đại dịch Covid-19.

Sau khi có được kết quả trên, nhóm nghiên cứu sẽ chạy chương trình giả lập trên siêu máy tính Summit một lần nữa, với những mô hình gai protein chính xác hơn. Họ cũng đã đăng tải kết quả nghiên cứu trên tạp chí Science.

Nhưng sức mạnh của Summit cũng có hạn, hiện nghiên cứu mới dừng lại tại đó. Tuy nhiên, nó vẫn cho ta bước đệm để phân tích sâu hơn, tìm ra những liều thuốc hữu hiệu. Cần thêm những nghiên cứu nữa để chứng thực được khả năng ngăn virus SARS-CoV-2 của 77 thứ thuốc trên.

“ Kết quả này không có nghĩa ta đã tìm ra thuốc chữa bệnh“, Jeremy Smith, giám đốc mảng Sinh lý Phân tử thuộc Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge nói. Nhưng đây sẽ là nền móng để ta tạo ra vaccine ngừa dịch Covid-19 hiệu quả nhất.