Gazdaság

Molekula-kalkulátor

A szuperszámítógépek a ma még gyógyíthatatlan betegségek leküzdésében is segíthetnek.

Molekula-kalkulátor 1

Nem készülhetett volna el az emberi gének építőköveit nyilvántartó könyvtár, és nem folyhatna a mai ütemben a gének működésének elemzése a nagy teljesítményű szuperszámítógépek nélkül. Márpedig az emberi gének ismerete hatékonyabb gyógyszerek kifejlesztéséhez vezethet, sőt hamarosan elérkezhet a „személyre szabott” gyógyítás ideje is. Nem csoda tehát, hogy a gyógyszerkutatás informatikai erőforrásigényei alaposan megnövekedtek: az IBM Business Consulting Services szerint a gyógyszeripar már ma is évente 20 milliárd dollárt költ informatikára, s a génkutatások várható felfutásával ez az összeg csak emelkedni fog. „Az informatikai forradalomnak köszönhetően olyan jelentőségű változások zajlanak ma az élettudományokban, mint amilyen a félvezetők felfedezése volt a számítástechnikában” – értékeli Falus András, a Semmelweis Egyetem tanszékvezető tanára a génkutatás eredményeit.






A 7 technológia
Az IBM hét technológiát nevezett meg, amelyek a gyógyszeripari innováció legfontosabb motorjai lehetnek:
1. GRID-TECHNOLÓGIA. Az asztali gépek és szerverek kihasználatlan számítási kapacitását mozgósító megoldás: biomolekuláris szimulációk, fehérje térszerkezet-vizsgálat, DNS-szekvenciák összehasonlítása.
2. PREDIKTÍV SZIMULÁCIÓ. Az „in-silico” létező, virtuális sejtek/szervezetek előállítása modellkísérletekhez.
3. PERVASIVE COMPUTING. Más szóval mindent átható számítástechnika: a miniatűr szenzorokon alapuló valós idejű mobil adatgyűjtés az egészségügyi szolgáltatások tökéletesítéséhez.
4. RÁDIÓFREKVENCIÁS AZONOSÍTÓ CÍMKÉK. A gyártás és disztribúció megkönnyítését szolgálják.
5. FEJLETT ADATTÁROLÁSI MEGOLDÁSOK. Új szerverek és archiváló rendszerek nemcsak gyógyszerfejlesztésekhez, hanem az adminisztrációhoz is.
6. FOLYAMATELEMZŐ TECHNOLÓGIÁK. A gyógyszergyártás követését, folyamatos minőségellenőrzését teszik lehetővé.
7. WEBES ADATBÁNYÁSZAT. Az internetre kerülő új információk azonnali elemzését segíti, a marketing- és betegadatok óriási tömegét kezeli.

A gének vizsgálata szerinte egyértelműen forradalmasíthatja a gyógyszeres kezelést: az eddigi legnagyobb problémát ugyanis a mellékhatások okozták. A kutató példaként az Alzheimer-kórt említi: erre ugyan van gyógyszer, ám az számos betegnél elviselhetetlen járulékos tüneteket okoz. Másoknál viszont a többi szernél hatékonyabban akadályozza meg a betegség elhatalmasodását. És itt kap szerepet az információtechnológia. Eddig nem volt lehetséges megállapítani, kinél melyik medicina válik be, a géntérképek azonban lehetővé teszik az egyénre kidolgozott gyógyítást. A DNS elemzéséből kideríthető, hogy melyik gyógyszerre hogyan reagál a páciens – ehhez azonban jelentős számítási kapacitás szükséges.

Az IBM Business Consulting Services májusi jelentésében megnevezte azt a 7 fontos informatikai technológiát (lásd külön), amelyeknek az elkövetkező évtizedekben kulcsszerepet tulajdonít a gyógyszeriparban. Ezek a becslések szerint a jelenlegi 800 millió dolláros fajlagos költség egynegyedének megfelelő 200 millió dollárra mérsékelik az egy gyógyszerre jutó fejlesztési kiadásokat, és 12-14 évről 3-5 évre csökkentik a kutatások átfutási idejét. „Eddig az élő szervezeteken végeztek úgynevezett „in vivo” vagy pedig kémcsövekben „in vitro” vizsgálatokat, most azonban megjelenik az „in silico”, azaz a számítógépes modellezés” – véli Juan José Porta, az IBM élettudományokkal foglalkozó részlegének stratégája.

A cég erre az igényre alapozva szállította az idén Németországba Európa jelenlegi legnagyobb teljesítményű számítógépét. A Max-Planck intézet jülichi kutatóközpontjában felállított komputer a fizikusok mellett elsősorban az élettudományok képviselőinek lesz hasznára. A 41 szervert tartalmazó óriásgép másodpercenként 8900 billió műveletet képes elvégezni, tárolókapacitása pedig 60 terabyte, ami 60 millió ezeroldalas könyv adattartalmának felel meg. A komputer a szuperszámítógépek legfrissebb, 2004. júniusi listáján a 21. helyet foglalja el.

Még ennél is előkelőbb helyezést ér majd el az év végére elkészülő Mare Nostrum, amely jelenleg az IBM és a spanyol kormány közreműködésével épül Madridban, s amelynek teljesítménye csaknem tízszerese lesz a németországi gépnek. Ezt a komputert a tervek szerint többek között a fehérjék „tekeredésének”, azaz lehetséges térszerkezeteinek vizsgálatára is használják majd, ami azért fontos, mert e térszerkezetek rendellenességei okozzák többek között az Alzheimer-szindrómát, és a szivacsos agyvelőgyulladást is. Emellett persze a gyógyszerhatóanyagok vizsgálatában is fontos szerepet kap majd a Mare Nostrum, ahogyan az élelmiszer-ipari kutatásokban is: a molekulák vizsgálata fényt deríthet például arra is, hogy a kávéivók mi miatt ítélik jobbnak az egyik fekete aromáját a másikénál.


Molekula-kalkulátor 10

Persze a Mare Nostrum dicsősége sem tart majd örökké: a tervek szerint 2005-re elkészülő Blue Gene sokszorosan lepipálja majd. Az 1999 végén indult, 100 millió dolláros szuperszámítógép-építési projekt célja kettős: amellett, hogy az IBM az élettudományok kihívásainak megfelelő gépet akar, a cég a számítógép-tervezést is forradalmasítaná. A tervek szerint a Blue Gene műveletenként tizenötöd annyi energiát fogyaszt majd, mint mai társai, méreteiben pedig napjaink legnagyobb számítógépeinek egytizede lesz: alapterületét „csupán” egy fél teniszpályányira tervezik. A komputer 1 petaflopos lesz, azaz tíz a tizenötödiken műveletet végez másodpercenként, s minden másodpercben egy terabit adatot dolgoz fel; ez tízezer meteorológiai műhold napi adatmennyiségének felel meg.

Ajánlott videó

Olvasói sztorik