【陈根：“超算抗疫”筛选药物，效率提升200倍】文|陈根
戈登贝尔奖（GORDON BELL PRIZE） ， 设立于1987年 ， 主要颁发给高性能应用领域最杰出成就 ， 通常由当年TOP500排行名列前茅的计算机系统的应用获得 ， 被称为“超算领域的诺贝尔奖” ， 具有较大国际影响力 。
美国、日本两大超算强国垄断该奖项长达近30年 。 在HPC China 2019上 ， 清华大学计算机系教授郑纬民曾总结获得该奖项两个最基本的条件：第一 ， 应用程序在TOP500前几名机器上全机运行；第二 ， 应用程序有很好的性能 。
中国超算第一次世界排名第一 ， 是2010年11月的“天河一号A” 。 然而 ， 硬件水平只是基本要素之一 。 正所谓“硬件搭台、软件唱戏” ， 戈登贝尔奖要求 ， 应用程序要在顶级的硬件的舞台上唱出精彩的戏才行 。
由于新冠疫情的暴发 ， 美国计算机协会（ACM）于2020年首次设立了戈登贝尔奖新冠特别奖（ACM Gordon Bell Special Prize for HPC-Based COVID-19 Research） ， 以表彰在“超算抗疫”方面取得的杰出研究成果 ， 2020年该奖项有6项成果入围 ， 全部被美国包揽 。
好消息是 ， 近日 ， 位于天津经开区的国家超级计算天津中心联合国防科技大学计算机学院、海南大学药学院、中山大学药学院、中国海洋大学医药学院、美国肯塔基大学药学院等单位 ， 在天河新一代超级计算机上完成的“基于自由能微扰-绝对结合自由能方法的大规模新冠药物虚拟筛选”工作 ， 成功入围2021年度的戈登贝尔新冠特别奖 ， 这是我国首次入围该特别奖奖项 。
科学家们以新冠病毒的M-Pro和TMPRSS2等重要靶点为研究对象 ， 对来源于美国FDA（食药监局）批准上市及成熟商业库的近180万种小分子与靶点的复合物进行计算评价 ， 在一周内完成了50余万个复杂分子动力学模拟任务 ， 并筛选出98个化合物 ， 其中50个化合物在生物活性测试中表现出较高活性 ， 命中率达到51% ， 是当前国际最高水平 。
根据实际测算 ， 在天河新一代超级计算机的支撑下 ， 基于自由能微扰-绝对结合自由能方法的药物筛选效能提升了200倍 。 未来 ， 该项成果对于突发疫情的快速药物响应 ， 具有十分重要的作用 。
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