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新型コロナ解析に世界が結集した「Folding@ home」、世界最大級のスーパーコンピュータに

2020年4月20日(月)18時00分
松岡由希子

参加する有志は2月時点の3万台から70万台へと大幅に増加 Folding@home

<このプロジェクトに参加する有志は2月時点の3万台から70万台へと大幅に増加。Folding@homeは、現在、世界最大級のネットワーク型スーパーコンピュータとなっている......>

米スタンフォード大学を中心とする分散コンピューティングプロジェクトFolding@home(フォールディング・アット・ホーム)は、2020年3月以降、オフィスや家庭から寄付された余剰のCPUやGPUの処理能力を活用し、分子動力学シミュレーションによる新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)のタンパク質の動的構造の解析に取り組んでいる。

このプロジェクトに参加する有志は2月時点の3万台から70万台へと大幅に増加。Folding@homeは、現在、世界最大級のネットワーク型スーパーコンピュータとなっている。その演算能力は4月14日、2.4EFLOPSに達し、既存のスーパーコンピュータ上位500台を合わせた演算能力を超えた。

専用ソフトをインストールして、誰でも参加できる

Folding@homeは、複雑なコンピュータモデリングを、独自のアルゴリズムにより、独立して並行処理できる小さなタスクに分割し、世界中に点在するコンピュータにこれを割り当てて実行させる仕組みとなっている。このプロジェクトには、専用ソフトウェアをPCにインストールし、これを起動しておくことで、誰でも参加できる。Folding@homeにCPUやGPUの処理能力を提供する時間やその上限を定めることも可能だ。

新型コロナウイルスは、ウイルス表面に発現する「スパイクタンパク質」が、ヒト細胞の細胞膜にある「ACE2受容体」と結合し、ウイルス外膜と細胞膜と融合することで、ヒト細胞に侵入し、感染すると考えられている。この「スパイクタンパク質」は、3種類のタンパク質で構成されている。

Folding@homeでは、新型コロナウイルスがヒトの組織に侵入するメカニズムの解明にあたり、スパイクタンパク質を構成する3種類のタンパク質に着目。コンピュータシミュレーションによってスパイクタンパク質がどのような働きをしているのかを探っている。以下の動画は、スパイクタンパク質が「ACE2受容体」に結合する様子をシミュレーションで示したものだ。

The COVID-19 Demogorgon (aka spike) in action


治療法のシミュレーションを開始する計画も

Folding@homeでは、新型コロナウイルスのスパイクタンパク質の解析のほか、「新型コロナウイルスがヒト細胞へ侵入した後、細胞の翻訳機構をどのようにコントロールするのか」を解明する研究プロジェクトにも3月30日、着手した。

Top docked compounds from the initial batch of COVID Moonshot compounds


4月13日には、香港科技大学と提携し、ウイルスRNA複製を標的とした既存薬の転用による新型コロナウイルス感染症(COVID-19)の治療法のシミュレーションを開始する計画も明らかにしている。

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