اخبار داخلی دانش و فناوری ابداع نخستین مدل محاسباتی کاربردی برای بررسی کروناویروس

شنبه 20 دي 1399

ابداع نخستین مدل محاسباتی کاربردی برای بررسی کروناویروس

پژوهشگران "دانشگاه شیکاگو" در بررسی جدیدی، نخستین مدل محاسباتی کاربردی را برای ارزیابی کروناویروس ارائه داده‌اند.

پژوهشگران "دانشگاه شیکاگو"(University of Chicago)، ابداع نخستین مدل محاسباتی کاربردی کروناویروس را به اتمام رسانده‌اند. آنها قصد دارند با هدف کمک کردن به پژوهش‌های جهانی در جهت پیشگیری از همه‌گیری کووید-۱۹، این مدل جدید را به صورت گسترده در دسترس قرار دهند.
پروفسور "گریگوری ووث"(Gregory Voth)، سرپرست این گروه پژوهشی گفت: درک نحوه عملکرد ویروس، نخستین گام برای متوقف کردن آن به شمار می‌رود. هر اطلاعی که در مورد چرخه زندگی ویروس و ترکیبات آن داشته باشید، نقطه ضعف به شمار می‌رود و می‌توانید با کمک آن به ویروس ضربه بزنید.
ووث و گروهش با استفاده از تجربیات پیشین خود، مهم‌ترین ویژگی‌های هر یک از اجزای کروناویروس را تشخیص دادند و ویژگی‌هایی را که اهمیت کمتری داشتند، کنار گذاشتند. این کار به آنها امکان داد تا یک مدل محاسباتی جامع بسازند که برای اجرا در رایانه، به اندازه کافی ساده است.
این روش ساده، به غلبه بر یک معضل مهم در پژوهش‌های حوزه سلامت کمک کرد. اگرچه ویروس‌ها در میان موجودات بیولوژیکی دیگر، موجودات ساده‌ای به شمار می‌روند، ابداع یک سیستم محاسباتی با قابلیت مدل‌سازی دقیق آنها، بسیار چالش‌برانگیز است؛ به ویژه هنگامی که هدف، مدل‌سازی نحوه تعامل ویروس با یک بدن میزبان و افزودن میلیاردها اتم به یک ماجرای شبیه‌سازی شده باشد. ووث گفت: شما می‌توانید یک مدل از ویروس واقعی را در سطح اتمی امتحان کنید اما این کار از نظر محاسباتی، شما را بلافاصله خسته می‌کند. ممکن است بتوانید این موضوع را مدیریت کنید تا برای مثال، چند صد نانوثانیه حرکت را مدل‌سازی کنید اما این زمان آنقدر طولانی نیست که بتوانید مفیدترین اطلاعات را به دست بیاورید.
پژوهشگران به دلیل وجود همین محدودیت، بر ساختن مدل‌هایی از پروتئین‌های گسسته ویروس تمرکز کرده‌اند.
ووث ادامه داد: اگرچه این فرآیند، مزایای خود را دارد اما تصویر کلی را از دست می‌دهد. وی افزود: ویروس به نوبه خود، یک موضوع کلی است. به نظر من نمی‌توان بخش‌های ویروس را به صورت جداگانه تصور کرد. ویروس‌ها چیزی بیشتر از مجموع بخش‌های خود نیستند.
پژوهشگران دانشگاه شیکاگو سال‌ها کار کرده‌اند تا ویروس‌های بسیاری از جمله ویروس "HIV" را مدل‌سازی کنند. یکی از بینش‌هایی که آنها در این باره به دست آورده‌اند، نحوه همکاری چندین قسمت از ویروس با یکدیگر است.
ووث گفت: یکی از اصلی‌ترین مواردی که ممکن است بخواهید آن را بدانید، این است که آیا باید دوز همه پروتئین‌های خوشه‌ای را برای آگاهی از عملکرد آن مشخص کنید یا خیر. اگر پاسخ منفی است، پس دوز آن باید تا چه اندازه پایین باشد تا رهایی از آن ممکن شود؟ این یک سوال کلیدی است که هنگام تلاش برای ساخت دارو یا پادتن پیش می‌آید و درک آن، با بررسی کل ویروس، به بهترین وجه ممکن می‌شود.
ووث و گروهش امیدوارند که مدل جدید آنها به دانشمندان کمک کند تا به تولید داروهای جدیدی برای مقابله با کروناویروس بپردازند و در عین حال، بینش‌هایی را در مورد جهش‌های کروناویروس مانند نمونه‌های کشف شده در انگلستان و آفریقای جنوبی ارائه دهند.
این مدل، در دسترس همه افراد خواهد بود تا آن را برای اهداف پژوهشی دانلود کنند؛ بدین ترتیب، این مدل در حال حاضر به تلاش‌های صورت گرفته در حوزه بهداشت جهانی در مقابله با بیماری همه‌گیر کووید-۱۹ کمک می‌کند.