التكنولوجيا و فيروس كورونا المستجد

منذ أن بدأ فيروس كورونا المستجد بالانتشار في جميع بلدان العالم، يُكرس الباحثون جُلّ وقتهم لمواجهته ومحاولة اكتشاف علاج له. أيضًا يساهم علماء الحاسوب في هذه الأبحاث المتعلقة بفايروس كورونا عن طريق إجراء  «نمذجة حاسوبية -computer modelling» لعملية «طي البروتين-Protein folding» وهي العملية البيولوجية التي ينتظم فيها شكل البروتين داخل الخلية. حيث أن معرفة المزيد عن هذه العملية التي تحدث في جزيئات البروتين الحيوية ستُساعد على تطوير علاج للعديد من الأمراض. يمكنك المساهمة في أبحاث فيروس كورونا عن طريق حاسوبك الشخصي من خلال تثبيت برنامج «Folding at Home» وهذا ماسنتعرف عليه في هذا المقال.

برنامج «Folding at Home»

طور باحثون في جامعة ستانفورد برنامج يُسمى«Folding at Home» ويمكن تثبيته على أنظمة ويندوز، ماك، ولينكس . في الحقيقة يُستخدم هذا البرنامج في مجال الأمراض وأبحاث الأدوية منذ حوالي 20 سنة حتى الآن.كل ما عليك سوى تثبيت هذا البرنامج، واختيار «Any Disease» من قائمة الخيارات في واجهة البرنامج. يمكنك إيقاف وتشغيل التطبيق عندما ترغب، ويمكنك إيقافه مؤقتًا ثم تشغيله تلقائيًا في الوقت الذي يكون فيه الحاسوب غير نشط أي غير مستخدم.

يستخدم برنامج  «Folding at Home» الآلاف من أجهزة الكمبيوتر المتصلة بالشبكة لتشكيل «كمبيوتر فائق افتراضي-virtual supercomputer» لمحاكاة عملية طي البروتين. يتم تحميل البرنامج على جهاز كمبيوتر ، ويتصل بالخوادم المركزية ، ويستغل القدرات الحاسوبية في أجهزة العملاء عن طريق استغلال وحدة المعالجة المركزية أو ماتعرف اختصارًا ب «CPU»و وحدة معالجة الرسومات أو ماتعرف اختصارًا ب «GPU». تعمل وحدة المعالجة المركزية على تفسير ومعالجة وتنفيذ الأوامر والتعليمات في أجهزة الحاسوب بينما تقوم وحدة معالجة الرسومات بمعالجة جميع أنماط الرسومات والفيديو والصور. وبالاستفادة من هاتين الوحدتين يمكن للباحثين القيام بالحسابات والعمليات المعقدة لعملية نمذجة طي البروتين بشكل أسرع.

فيروس كورونا والنمذجة الحاسوبية

في حالة فيروس كورونا المستجد «COVID-19»، تصاب الرئتان بالالتهاب عندما يرتبط «البروتين الشوكي-spike protein» بالمستقبل«ACE2» الذي يعتبر نقطة الدخول لفيروس كورونا إلى خلايا جسم الإنسان. قد يستطيع العلماء إيقاف المرض عن طريق منع الاتصال بين هذا البروتين والمستقبل، ويمكن إجراء ذلك بعدة طرق منها النمذجة الحاسوبية.

بالنسبة للفيروسات، لا تكفي معرفة شكل البروتين فقط؛ بل يجب أن نفهم كيف تكوّن هذا الشكل وذلك هو المقصود من طي البروتين. فهم آلية طي البروتين ضروري لتطوير أدوية فعالة ضد فيروس كورونا الجديد، وهو ما يريده الباحثون  بأسرع وقت. حيث سيساعدهم وقت حاسوبك الفائض على الوصول لهدفهم بسرعة.

يقول البيولوجي «غريغ بومان-Greg Bowman»: “إن البيانات التي ستساعدنا أنت بالحصول عليها ستنشر بسرعة وتتاح للجميع، وستشكل جزءًا من تعاون علمي بين عدة مختبرات حول العالم لتطوير أدوية تنقذ الأرواح”. ويضيف أيضًا:”إن هذه الحسابات هائلة وكل شيء يساعد قليلاً وكل محاكاة تقوم بتشغيلها تُشبه شراء تذكرة يانصيب. كلما زاد عدد التذاكر التي نشتريها ، زادت فُرصنا في الفوز بالجائزة الكبرى.

لقراءة المزيد من المقالات عن فيروس كورونا المستجد اضغط هنا و هنا .

المصادر

sciencealert

foldingathome

forbes

FoldingAtHome community