일리노이 대학(University of Illinois at Urbana-Champaign)의 연구원들은 20억 원자 세포의 생명 과정을 시뮬레이션하는 GPU 가속 소프트웨어를 만들었습니다. 대사 과정은 세포 내부에서 발생합니다. 세포는 마치 살아있는 것처럼 살고 발달합니다. 이 기술을 통해 우리는 특정 조건에서 세포의 행동에 대한 많은 질문에 간단한 답을 줄 수 있습니다. 그리고 이것은 최종 계산의 데이터가 아닙니다. 세포는 "살아있다"고 과학자들은 관찰합니다.
모델의 극도의 복잡성과 세부 사항에도 불구하고 단순화 없이는 관리할 수 없습니다. 그러나 단순화된 모델조차도 20분의 세포 수명 주기 동안 7,000개의 유전 정보 처리 과정을 시뮬레이션합니다. 그것은 현재까지 가장 길고 가장 복잡한 세포 시뮬레이션이라고 주장됩니다. 모델 유전자의 수를 500개로 줄였습니다. 세포의 생존에 필요한 최소한의 유전자만 남습니다. 비교를 위해 E. coli에는 5000개의 유전자 정보가 들어 있습니다. 저장된 유전자는 세포가 모든 의미에서 정상적으로 발달하고 복제 단계에 도달하도록했습니다.
디지털 모델의 물리적 및 화학적 프로세스는 원자의 상호 작용 수준에서 재현되었습니다. 충분한 컴퓨팅 리소스의 경우 이러한 방식으로 복잡한 삶을 프로그래밍할 수 있으며 그녀는 이것이 실제 비물질적 삶인지 의심조차 하지 않을 것이라고 상상할 수 있습니다. 언젠가는 아주, 아주 머지 않아 모든 생명을 디지털화하는 것이 가능할 것입니다. 이것은 이미 작은 형태로 입증되었습니다.
세포 모델은 단백질을 생산하고, 그 구성 요소는 생명을 주는 에너지를 생산하고, 유전자를 전사하고, 생명 활동에 대한 지침을 이해하고, 실제 살아있는 세포라고 여겨지는 훨씬 더 많은 일을 합니다.
이 모델을 연구하면 과학자들이 실제 세포의 조건이나 게놈을 변경하면 세포 기능에 어떤 영향을 미칠지 예측하는 데 도움이 됩니다. 이것은 신약을 찾고 질병의 경과를 연구하는 데 필요합니다. NVIDIA GPU에서 실행되도록 Lattice Microbes 패키지를 최적화하여 실시간으로 세포의 디지털 모델을 관찰할 수 있었습니다. 또한 새로운 RTX A5000 가속기를 사용하여 이전 NVIDIA GPU에 비해 패키지 성능이 40% 향상되었습니다.
2022-01-22 16:01:37
작가: Vitalii Babkin