Как написано в учебниках биологии, жизнь на Земле возникла из четырех типов молекул: белков, углеводов, липидов и нуклеиновых кислот. Все они необходимы для каждого живого организма. Ученые из США воспользовались самым быстрым учебным суперкомпьютером в стране, чтобы в ходе самого масштабного в истории молекулярной биологии эксперимента дать ответ на вопрос, могли ли эти молекулы сформироваться в естественных условиях? В результате ученые в реальном времени увидели формирование аминокислот и ряда сложных молекул.
Суперкомпьютер HiPerGator с моделями искусственного интеллекта вывел молекулярные исследования на принципиально новый уровень. Прежде научный эксперимент в области эволюции и взаимодействия больших групп атомов и молекул можно было провести только простым компьютерным моделированием. Вычислительные мощности, необходимые для обработки огромных баз данных, раньше были просто недоступны. Теперь же группа молодых ученых из Университета Флориды смогла провести масштабное исследование химии ранней Земли, рассказывает Phys.org.
Они использовали свыше тысячи графических процессоров HiPerGator в эксперименте по молекулярной динамике, который включал 22 млн атомов, три азотистых основания, одну жирную кислоту и два дипептида. При помощи машинного обучения и ИИ ученые рассчитали энергии и силы молекулярных систем, получив результаты, идентичные высокоуровневой квантовой химии, но в миллион раз быстрее.
«Впервые в реальном времени мы смогли увидеть образование почти всех аминокислот (аланина, глицина и т. д.) и ряда очень сложных молекул, — сообщил профессор Эдриан Ройтберг. — Это был очень волнующий опыт».
Открытие более крупных молекул, невозможное для менее мощных компьютеров, стало важным достижением биологии. Результаты экспериментов позволяет ученым приблизиться к ответу на вопросы о формировании молекул сложных веществ.
Недавно ученые раскрыли эволюционную загадку молекулы иммунной системы. Исследователи нашли происхождение соединительной цепи иммуноглобина (J-цепи), важной иммунной молекулы. Они обнаружили, что до того, как иммунная система эволюционно адаптировала его, этот белок изначально принадлежал к семейству генов, ответственных за способность лейкоцитов перемещаться по организму.
По информации https://hightech.plus/2024/02/05/superkompyuter-v-realnom-vremeni-sozdal-molekuli-zhizni-iz-himii-rannei-zemli
Обозрение "Terra & Comp".
