登革熱俗稱(chēng)“斷骨熱”，是由登革熱病毒引起的疾病。不僅病如其名，令人痛苦不堪，而且每年有數(shù)億人患病，年致死人數(shù)大約為2萬(wàn)人。

目前，沒(méi)有方法能阻止登革熱病毒在人體內(nèi)的復(fù)制。然而，科羅拉多州立大學(xué)的一支研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)利用NVIDIA Tesla GPU，離疾病的治愈又進(jìn)了一步。

三十年來(lái)，科學(xué)家們已經(jīng)知道登革熱病毒依靠其中名為NS3的酶的復(fù)制而存活。但迄今為止，尚無(wú)人能找到這種酶的“結(jié)合位點(diǎn)”，因此無(wú)法通過(guò)藥物作用于酶、抑制基因組復(fù)制，也就無(wú)法阻止病毒復(fù)制。

“操控時(shí)間”的技術(shù)

此前對(duì)NS3進(jìn)行的超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬對(duì)科學(xué)家沒(méi)有多大幫助。為了找到這種酶的結(jié)合位點(diǎn)，研究人員需要在分子量級(jí)形象化地模擬NS3的作用原理。但最佳時(shí)間尺度（timescales）僅在幾十納秒到幾百納秒之間，因時(shí)間太短而無(wú)法精確捕獲復(fù)制過(guò)程。

這些問(wèn)題意味著，目前研制出的抑制NS3的藥物缺乏針對(duì)性，無(wú)法真正發(fā)揮效果，同時(shí)還會(huì)因與其他細(xì)胞蛋白相互作用而產(chǎn)生明顯的副作用。

而NVIDIA GPU讓研究人員如愿看到了微觀世界中的酶運(yùn)動(dòng)。

研究人員展示了圣地亞哥超級(jí)計(jì)算中心搭載Tesla GPU的Comet和Bridges超級(jí)計(jì)算機(jī)如何讓該團(tuán)隊(duì)更有效地模擬酶運(yùn)動(dòng)。先進(jìn)的軟件和快速的計(jì)算將模擬時(shí)間延緩至微秒級(jí)（時(shí)長(zhǎng)比之前報(bào)告的模擬時(shí)長(zhǎng)多100倍），使用僅搭載CPU的超級(jí)計(jì)算機(jī)則無(wú)法實(shí)現(xiàn)這樣的模擬時(shí)長(zhǎng)。

故此，研究人員發(fā)現(xiàn)了NS3中的一組氨基酸殘基，它像傳聲筒一樣在輔酶和RNA之間傳遞信息，而之前沒(méi)有人發(fā)現(xiàn)這點(diǎn)。

研究人員說(shuō)他們會(huì)繼續(xù)通過(guò)模型觀察NS3酶的運(yùn)動(dòng)，這種酶在寨卡病毒和西尼羅河病毒中也起著重要作用。隨著精度的提高和圖形功能的改進(jìn)，今后更深入的研究將有望阻止此類(lèi)疾病的傳播。

“得益于NVIDIA GPU，以及基于此的高效軟件Amber等技術(shù)的發(fā)展，我們大大提升了模擬的能力。理想情況下，我們可以繼續(xù)推進(jìn)硬件和軟件開(kāi)發(fā)，最終達(dá)到有助于生物學(xué)研究的毫秒級(jí)時(shí)間尺度。”從事這一研究的科羅拉多州立大學(xué)助理教授Martin McCullagh說(shuō)道。