高性能新药研发网格技术研究获重大突破
中科院上海药物研究所药物发现与设计中心与江南计算机技术所、上海交通大学及香港大学的科研人员,在国家“863”课题项目负责人沈建华研究员的领导下,联合攻关,在高性能药物研发网格技术研究方面取得了突破性进展。
中科院上海药物研究所沈建华等密切注意国际网格技术发展动向,及时组织跨学科、跨科研院所和跨地区的交叉学科研究队伍,开展高性能药物研发网格技术研究,2002年获得“863”计划“高性能计算机及其核心软件专项”支持。通过3年多的努力,研究人员针对高通量虚拟筛选(一种用计算机筛选活性化合物的技术)计算量和数据量大的特点,发展了药物设计网格的各种关键技术,建立了“新药研发应用网格”技术平台。目前,上海、北京和香港地区的多个超级计算机和计算机机群等计算资源已经加入这一平台,形成了超过每秒万亿次浮点运算能力的应用网格系统。上海药物所将自己开发的高通量虚拟筛选软件进行了异机(不同型号的计算机之间)并行化,安装在该技术平台上。同时,在该平台上安装了含有120万个化合物信息的数据库和各类药物靶标蛋白结构数据库。
新药研发应用网格采用网格格点内和格点间的双重负载平衡技术,最大限度地利用国家网格的空闲计算资源,为用户提供高吞吐量和安全的虚拟筛选服务。这一应用网格是开放式的,可以随时扩充和加入新的计算资源,无论哪个计算中心的超级计算机或者计算机集群,只要加入药物研发网格,其空闲计算资源就可用来进行药物虚拟筛选;一旦计算资源繁忙,网格应用就会自动让出计算资源。所有的应用任务通过网格格点内和格点间的进程调整和负载控制来完成,效率非常高。目前,新药研发网格已经进入试运行阶段;自主研发的药物分子筛选方法和程序、药物筛选应用软件已经推出。上海药物所等单位已经开始应用该网格平台进行创新药物研究,并在抗糖尿病和抗炎药物研究方面取得初步结果,在短期内获得了多个活性化合物。国家“863”计划网格重大专项专家组对于新药研发网格给予了高度的评价。
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