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随着疫情的爆发,迫切需要解决病毒的基础研究和科学研究。浦东在基础科学研究和新兴产业领域积累了丰富的经验,利用多年积累的R&D公共平台资源,开辟了病毒基础研究、病毒检测、新药治疗和疫苗开发等基础设施和公共服务的各个环节。在没有硝烟的战场上,各科研平台和科普基地充分发挥各自优势,充分调动现有材料和设备,实现资源共享。他们与科研团队、科技企业和病毒联手发起了一场无声的战斗。
基础研究的最初成果要求科学家们多年来致力于研究,但是面对流行病的形势,人们对病毒的科学认识是缓慢的。科学仪器作为国家部署的科学武器,价格昂贵,经过几十年的规划和布局,自建立以来,承担了解决国家科学研究中关键问题的任务。疫情期间,面对科学家迫切的科研需求,科学仪器特别为科研团队开辟了绿色通道,紧急协调了相关部门和人员,维护了硬件设施的正常运行。在与世界顶尖科研团队的联合研究下,研究成果逐步加深了对病毒的认识,加快了治疗病毒患者的药物研发进程。
上海光源
借给科学家一双“眼睛”[S2/]
开发阻断病毒入侵的药物,发现新型冠状病毒可能的中间宿主,指导新型冠状病毒疫苗的研发等。,将离不开蛋白质结构分析的基础研究工作。作为世界上最好的第三代同步辐射光源之一,上海光源帮助科学家们看到新的冠状病毒的微观世界,并解开病毒蛋白之谜。
为了满足新型冠状病毒晶体结构分析的需要,中国科学院上海光源科学中心主任、上海高等研究院副院长、张江实验室副主任赵紧急组织恢复上海光源的日常工作,让原本关闭维护的上海同步辐射光源连续三天提前“启动”,为新型冠状病毒的微结构研究提供了先进的技术支持。
研究人员通过上海光源的第三代同步辐射光源对有助于病毒组装的S蛋白和N蛋白进行了分析,可用于开发更快的病毒检测试纸条,为抗病毒药物的研究提供帮助。使用事先打开的上海光源,研究小组还发现新的冠状病毒转录复制复合物蛋白亚单位的氨基酸序列与sars病毒相似度超过90%。
此前,上海科技大学饶、、团队在上海光源完成数据采集后仅一周就获得了高分辨率的晶体结构,可以为药物研发的科技人员提供新药研究。中国科学院院士姜华良、中科院上海药物研究所与上海科技大学联合应急研究小组组长饶为了解N蛋白的作用机制,寻找30种可能对新型冠状病毒有治疗作用的药物。
蛋白质设施
打开快速实验通道
流行期间,位于浦东张江的蛋白质设施技术系统及时调整了项目申请程序,开通了支持COVID-19肺炎病毒研究的快速绿色通道,为科研和工业用户提供了快速实验通道。
其中,晶体结构分析系统支持上海科技大学饶院士和药学研究所相关研究团队对新型冠状病毒相关结构和药物先导化合物的晶体结构和机理的研究工作。目前,相关蛋白质的衍射数据采集和晶体结构测定已经完成。
此外,大规模蛋白制备系统的技术人员正在进行COVID-19肺炎病毒S蛋白和人ace2受体蛋白的表达和纯化,并将在后期共享COVID-19肺炎药物靶蛋白的资源,支持更多其他研究单位和制药企业的研究人员开展病毒相关的研究工作。
质谱系统正在支持上海交通大学医学院的研究人员通过质谱分析新型冠状病毒核心蛋白与人类蛋白在感染过程中相互作用调节的分子机制。该数据库和计算分析系统与上海科技大学共享计算资源,支持上海科技大学研究团队进行新型冠状病毒S蛋白阻断剂的蛋白设计。
上海超级计算中心
征服病毒的“加速器”[/s2/]
在病毒疫苗和药物的研发过程中,有必要对病毒的基因进行测序,以了解病毒的基本结构。超级计算机可以在基因测序、药物研发、病毒结构等方面发挥重要作用。研究人员需要弄清楚什么样的分子能与病毒结合并使它们变得无用。通过超级计算机模拟与病毒结合的不同药物分子的变化,这一过程可以大大加快。
春节期间,上海超级计算中心与甘肃计算中心、江西计算中心、苏州超级计算中心、昆山超级计算中心等进行了合作。通过互联协作研究机制,协调大规模免费计算资源,为冠状病毒的治疗和研究提供虚拟药物筛选和分子动力学模拟支持。
1月30日晚,兰州大学和澳门科技大学中药质量研究国家重点实验室的研究团队通过甘肃计算中心(上海超级计算甘肃分院)与上海超级计算中心取得联系。经过沟通,双方了解到,研究人员至少需要1000核cpu、30多台invida v100gpu加速处理器和50tb的存储资源。了解情况后,上海超级计算机通过hpcplus平台快速集成了3000多台核心CPU和32个v100gpu(分别由上海超级计算机、甘肃超级计算机和苏州超级计算机中心提供)。
在上海超级计算技术公司hpc plus平台和技术人员的共同努力下,6小时内建立了多站点互联的协同研究机制,16小时内推出了大量免费的cpu和gpu计算资源,为正在进行的一线科研服务。