Abordar muchas preguntas biol\u00f3gicas importantes requiere grandes escalas de tiempo y longitud, as\u00ed como detalles a nivel molecular. Aqu\u00ed se muestra una simulaci\u00f3n de la din\u00e1mica de prote\u00ednas y l\u00edpidos para una subsecci\u00f3n de membrana de 1 mx 1 m con una resoluci\u00f3n casi atom\u00edstica. Las im\u00e1genes se adquirieron utilizando la infraestructura de modelado de aprendizaje autom\u00e1tico multiescala (MuMMI). Cr\u00e9dito: Tim Carpenter, LLNL <\/p>\n
Los investigadores est\u00e1n ejecutando miles de simulaciones en Summit para identificar c\u00f3mo una prote\u00edna espec\u00edfica desencadena hasta el 30 por ciento de todos los tumores humanos <\/p>\n
Un equipo multiinstitucional de cient\u00edficos est\u00e1 utilizando Summit, la supercomputadora m\u00e1s r\u00e1pida de Estados Unidos para ciencia abierta, para obtener una mejor comprensi\u00f3n de c\u00f3mo ciertas prote\u00ednas env\u00edan se\u00f1ales a las c\u00e9lulas del cuerpo para que se reproduzcan sin control, provocando c\u00e1ncer.<\/p>\n
Summit es parte de Oak Ridge Leadership Computing Facility (OLCF), un Departamento de Energ\u00eda de EE. UU. (DOE ) Instalaci\u00f3n para usuarios de la Oficina de Ciencias ubicada en el Laboratorio Nacional Oak Ridge (ORNL) del DOE.<\/p>\n
El esfuerzo es uno de varios proyectos a los que se otorgaron horas en la supercomputadora por parte del Desaf\u00edo de computaci\u00f3n de liderazgo de la Oficina de investigaci\u00f3n cient\u00edfica avanzada en computaci\u00f3n (ASCR) del DOE. (ALCC) durante el per\u00edodo 2019-2020, y nuevamente para 2020-2021.<\/p>\n
Dirigido por cient\u00edficos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL), el equipo complet\u00f3 recientemente 400\u00a0000 nodos-horas de Summit de simulaciones en un intento de ga en el conocimiento de RAS, una familia de prote\u00ednas que, cuando mutan, se ha descubierto que impulsan alrededor del 30 % de los tumores humanos, incluidos algunos de los m\u00e1s letales, como el 95 % de los c\u00e1nceres de p\u00e1ncreas y el 45 % de los c\u00e1nceres colorrectales.<\/p>\n
Lo lograron ejecutando un total de 2600 simulaciones, en comparaci\u00f3n con las 600 planificadas originalmente.<\/p>\n
\u00abEsto se traduce en cientos de miles de trabajos [computacionales], todos ejecut\u00e1ndose simult\u00e1neamente, rastreando diferentes conjuntos de datos a trav\u00e9s de m\u00faltiples sistemas de la propia supercomputadora. Sin un sistema como Summit, esto no hubiera sido posible\u00bb, dijo Felice Lightstone, l\u00edder del Grupo de Sistemas Bioqu\u00edmicos y Biof\u00edsicos en la Divisi\u00f3n de Biociencias y Biotecnolog\u00eda de LLNL.<\/p>\n
RAS: un jugador de equipo, hasta que no lo es<\/p>\n
Los seres humanos y las prote\u00ednas RAS no son ajenos entre s\u00ed. De hecho, las prote\u00ednas RAS est\u00e1n presentes en todas las c\u00e9lulas de nuestro cuerpo, con la excepci\u00f3n de los gl\u00f3bulos rojos, y juegan un papel importante en la transducci\u00f3n de se\u00f1ales, un proceso vital que afecta la funci\u00f3n biol\u00f3gica de una c\u00e9lula.<\/p>\n
\u00abDesde esa perspectiva, realmente necesitamos prote\u00ednas RAS solo para una vida normal\u00bb, dijo Lightstone.<\/p>\n
En algunas personas, sin embargo, ciertas prote\u00ednas RAS mutan a lo que los cient\u00edficos llaman RAS oncog\u00e9nico. Estas prote\u00ednas mutadas siempre est\u00e1n en estado \u00abencendido\u00bb o \u00abactivo\u00bb, indicando constantemente a las otras prote\u00ednas a las que se unen que crezcan sin parar. As\u00ed es como comienza el c\u00e1ncer.<\/p>\n
Adquirir conocimiento sobre este proceso de iniciaci\u00f3n podr\u00eda eventualmente ayudar en el desarrollo de terapias que obtener prote\u00ednas RAS oncog\u00e9nicas para que puedan \u00abapagarse\u00bb, dijo Lightstone, mientras permite que las otras prote\u00ednas RAS que funcionan normalmente contin\u00faen el trabajo que necesitan hacer en un sistema saludable.<\/p>\n
Este ser\u00eda un avance innovador logro porque varias prote\u00ednas RAS mutadas, que son estructuras muy peque\u00f1as con forma de globo, han sido consideradas \u00abno susceptibles de tratamiento\u00bb por los cient\u00edficos durante varias d\u00e9cadas.<\/p>\n
\u00abAhora que contamos con mejores t\u00e9cnicas bioqu\u00edmicas y biof\u00edsicas, y con las posibilidades que ofrece la simulaci\u00f3n , creemos que podr\u00edamos tratar de llegar eventualmente a un RAS farmacol\u00f3gico\u00bb, dijo Lightstone.<\/p>\n
Para comprender c\u00f3mo se activa la prote\u00edna RAS oncog\u00e9nica en una membrana celular y c\u00f3mo dicha interacci\u00f3n con la membrana influye en la actividad de otros tipos de prote\u00ednas llamadas efectoras que promueven el crecimiento celular, el equipo tuvo que buscar miles de combinaciones posibles, una tarea enorme que solo es posible con la ayuda de una supercomputadora como Summit.<\/p>\n
\u00abSummit nos ha permitido correr o Nuestros propios flujos de trabajo, compuestos por un conjunto muy heterog\u00e9neo de herramientas de software que hemos estado ajustando y desarrollando para hacer este tipo de investigaci\u00f3n a escalas tan grandes\u00bb, dijo Harsh Bhatia, cient\u00edfico inform\u00e1tico del Centro de Computaci\u00f3n Cient\u00edfica Aplicada de LLNL.<\/p>\n
Tambi\u00e9n se enfrentaron a otro desaf\u00edo: los investigadores de biolog\u00eda a menudo se enfrentan a grandes rangos de escalas de tiempo y escalas de longitud, desde escalas at\u00f3micas y moleculares hasta escalas macrosc\u00f3picas que dificultan las simulaciones que abarcan toda la gama de interacciones. Las reacciones desencadenadas por las prote\u00ednas RAS ocurren a niveles atom\u00edsticos, y las simulaciones de estas reacciones tienden a ser demasiado cortas y demasiado peque\u00f1as en extensi\u00f3n espacial para modelar el impacto total en el sistema biol\u00f3gico m\u00e1s grande.<\/p>\n
Para resolver este problema, el El equipo desarroll\u00f3 una capacidad multiescala llamada MuMMI, que significa Infraestructura de modelado aprendida por m\u00e1quina multiescala. MuMMI les permiti\u00f3 tomar informaci\u00f3n de simulaciones m\u00e1s cortas y peque\u00f1as e introducirla en un modelo m\u00e1s grande para escalarlo en escalas de tiempo m\u00e1s largas y sistemas m\u00e1s grandes.<\/p>\n
\u00abEsto nos ayuda a hacer otras preguntas, como lo hace esta prote\u00edna RAS oncog\u00e9nica \u00bfSe agrega con otras prote\u00ednas RAS? \u00bfO tiene interacciones lip\u00eddicas que pueden gobernar o ser influenciadas por esa agregaci\u00f3n, lo cual es importante para determinar si las prote\u00ednas posteriores se unen o no a ella? dijo Lightstone. \u00abHay cientos, si no miles, de combinaciones posibles que debemos analizar\u00bb.<\/p>\n
El equipo est\u00e1 utilizando Summit para obtener una muestra estad\u00edstica de decenas de miles de simulaciones, lo que a su vez les ayuda a comparar sus modelos. para futuras mejoras.<\/p>\n
Los resultados de esta primera asignaci\u00f3n de ALCC tambi\u00e9n permitir\u00e1n que el equipo entrene modelos de aprendizaje autom\u00e1tico (ML) que se utilizar\u00e1n para crear un algoritmo para ejecutar simulaciones multiescala durante la siguiente fase del estudio. , que ya est\u00e1 en marcha con una nueva asignaci\u00f3n de ALCC de 600\u00a0000 horas de nodo Summit para el per\u00edodo 2020-2021.<\/p>\n
Para esta nueva fase, los cient\u00edficos agregar\u00e1n una nueva capa de complejidad al estudio al tomar dos tipos diferentes de una prote\u00edna efectora llamada RAF y unirlos a la prote\u00edna RAS para explorar c\u00f3mo interact\u00faan con la membrana celular para emitir la primera se\u00f1al de iniciaci\u00f3n del c\u00e1ncer.<\/p>\n
\u00abPara parametrizar el nuevo modelo macro y recopilar estructuras de entrada para la pr\u00f3xima campa\u00f1a de simulaci\u00f3n MuMMI, usamos m\u00e1s de 20 milisegundos de datos de simulaci\u00f3n de din\u00e1mica molecular, analizando la orientaci\u00f3n y la dependencia de los l\u00edpidos de los complejos RAS y RAS-RAF\u00bb, explic\u00f3 Helgi Ingolfsson, bi\u00f3logo computacional del Grupo de Sistemas Bioqu\u00edmicos y Biof\u00edsicos de LLNL.<\/p>\n
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A pesar de que explorar el papel de las prote\u00ednas RAS en el desarrollo de muchos tipos de c\u00e1ncer ha sido una prioridad de investigaci\u00f3n durante d\u00e9cadas, el Instituto Nacional del C\u00e1ncer (NCI) ha estado operando su iniciativa RAS desde 1970, no fue hasta ahora que los cient\u00edficos tuvieron una oportunidad de usar el poder de las supercomputadoras en su investigaci\u00f3n.<\/p>\n
Hace unos cuatro a\u00f1os, el DOE abri\u00f3 sus puertas a los cient\u00edficos que quer\u00edan usar la computaci\u00f3n de alto rendimiento para resolver preguntas en el \u00e1mbito de la biolog\u00eda. Con esto en mente, el equipo de Lightstone se acerc\u00f3 al NCI para ver c\u00f3mo pod\u00edan participar en el esfuerzo como parte de su proyecto Cancer Moonshot, una iniciativa que tiene como objetivo acelerar el descubrimiento de terapias contra el c\u00e1ncer dentro de siete a\u00f1os. (El programa se financi\u00f3 en diciembre de 2016 con la aprobaci\u00f3n de la Ley de Curas del Siglo XXI).<\/p>\n
La primera vez que el equipo prob\u00f3 su capacidad de investigaci\u00f3n RAS fue en la Sierra construida por IBM, una supercomputadora que se uni\u00f3 a las filas de LLNL en 2018. Obtener una asignaci\u00f3n en Summit les ha permitido continuar su colaboraci\u00f3n con NCI.<\/p>\n
\u00abSiempre debemos tener en cuenta que esta aplicaci\u00f3n y la ciencia para responder a la biolog\u00eda son importantes. Y igual de importante es toda la ciencia y la ingenier\u00eda que se utilizan para desarrollar la capacidad\u00bb, dijo Lightstone. <\/p>\n
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El esfuerzo colaborativo de IA para desentra\u00f1ar los misterios del SARS-CoV-2 gana el premio especial Gordon Bell M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/strong> Francesco Di Natale et al. Una infraestructura masivamente paralela para simulaciones multiescala adaptativas, Actas de la Conferencia internacional de computaci\u00f3n, redes, almacenamiento y an\u00e1lisis de alto rendimiento (2019). DOI: 10.1145\/3295500.3356197 Proporcionado por el Laboratorio Nacional de Oak Ridge Cita<\/strong>: Los cient\u00edficos aprovechan el poder de la computaci\u00f3n de alto rendimiento para comprender el crecimiento del c\u00e1ncer (12 de enero de 2021) consultado el 30 de agosto de 2022 en https:\/\/medicalxpress. com\/news\/2021-01-scientists-power-high-performance-cancer-growth.html Este documento est\u00e1 sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigaci\u00f3n privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona \u00fanicamente con fines informativos.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Abordar muchas preguntas biol\u00f3gicas importantes requiere grandes escalas de tiempo y longitud, as\u00ed como detalles a nivel molecular. Aqu\u00ed se muestra una simulaci\u00f3n de la din\u00e1mica de prote\u00ednas y l\u00edpidos para una subsecci\u00f3n de membrana de 1 mx 1 m con una resoluci\u00f3n casi atom\u00edstica. Las im\u00e1genes se adquirieron utilizando la infraestructura de modelado de … Continuar leyendo \u00abLos cient\u00edficos aprovechan el poder de la computaci\u00f3n de alto rendimiento para comprender el crecimiento del c\u00e1ncer\u00bb<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-13728","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/13728","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=13728"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/13728\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=13728"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=13728"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=13728"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}