Stephanie Condon Senior Staff Writer
Stephanie Condon är en senior skribent för Red Ventures baserad i Portland, Oregon, och täcker affärsteknologi för ZDNet.
Fullständig biografi publicerad i Between the Lines den 20 januari 2022 | Ämne: Innovation
Önblicksbild från den 20-minuters 3D-spatiala simuleringen, visar gula och lila ribosomer, röda och blåa degradasomer och mindre sfärer som representerar DNA-polymerer och proteiner.
Nvidia
Forskare vid University of Illinois i Urbana-Champaign har skapat en 3D-simulering av en levande minimal cell, med hjälp av Nvidia GPU:er för att simulera 7 000 genetiska informationsprocesser under 20 minuter. Projektet, säger forskarna, är den längsta och mest komplexa cellsimuleringen hittills.
“Till och med en minimal cell kräver 2 miljarder atomer,” sa Zaida Luthey-Schulten, kemiprofessor och meddirektör för universitetets Center for Physics of Living Cells, i ett uttalande. “Du kan inte göra en 3D-modell som denna i en realistisk mänsklig tidsskala utan GPU:er.”
Simuleringen replikerade en minimal cells fysiska och kemiska egenskaper i partikelskala. En minimal cell har bara den minimala uppsättning gener som krävs för att cellen ska överleva, fungera och replikera. Ändå, genom att skapa en dynamisk modell som efterliknar beteendet hos en levande cell, kunde forskarna få inblick i de grundläggande processerna som sker inom levande celler.
“Vad vi fann är att grundläggande beteenden kommer från den simulerade cellen – inte för att vi programmerade in dem, utan för att vi hade de kinetiska parametrarna och lipidmekanismerna korrekta i vår modell,” sa Luthey-Schulten.
Luthey-Schulten samutvecklade GPU-accelererad mjukvara som heter Lattice Microbes, som nu finns tillgänglig på Nvidia NGC mjukvaruhubb för att köra simuleringen. Forskarna körde Lattice Microbes med tre Nvidia Volta-arkitektur GPU:er för att simulera en minimal version av en parasitisk bakterie som kallas mykoplasma. Simuleringen visade att cellen ägnade det mesta av sin energi åt att transportera molekyler över cellmembranet.
Forskningen, publicerad i tidskriften Cell, visar potentialen hos helcellssimuleringar, som så småningom kan hjälpa forskare att förutsäga hur förändringar i verkliga celler skulle påverka deras funktion.
Forskningen visar också i vilken utsträckning Nvidia kan använda sina GPU:er för att köra simuleringar. Medan teknikjätten arbetar med forskare för att skapa simuleringar på cellnivå, planerar den också att bygga en digital tvilling av jorden för att simulera och förutsäga klimatförändringar. Det gör en stor satsning på sin Omniverse-plattform, som den säger kommer att simulera allt från digitala tvillingar av lager, fabriker och fabriker till robotar, självkörande bilar och människor.
Innovation
Har AI hittat en behandling för Fragile X? Ny Nuro-robot: Tänk Storm Trooper möter Tayo Bus Metas AI simulerar läppläsning Covid-19: De bästa snabbtestsatserna hemma Processorer | CXO | Digital transformation | Teknisk industri | Smarta städer | Moln