NVIDIA 通过GPU实现“时光缓流”，助力登革热攀登科研高峰

登革热俗称“断骨热”，是由登革热病毒引起的疾病。不仅病如其名，令人痛苦不堪，而且每年有数亿人患病，年致死人数大约为2万人。

目前，没有方法能阻止登革热病毒在人体内的复制。然而，科罗拉多州立大学的一支研究团队通过利用NVIDIA Tesla GPU，离疾病的治愈又进了一步。

三十年来，科学家们已经知道登革热病毒依靠其中名为NS3的酶的复制而存活。但迄今为止，尚无人能找到这种酶的“结合位点”，因此无法通过药物作用于酶、抑制基因组复制，也就无法阻止病毒复制。

“操控时间”的技术

此前对NS3进行的超级计算机模拟对科学家没有多大帮助。为了找到这种酶的结合位点，研究人员需要在分子量级形象化地模拟NS3的作用原理。但最佳时间尺度（timescales）仅在几十纳秒到几百纳秒之间，因时间太短而无法精确捕获复制过程。

这些问题意味着，目前研制出的抑制NS3的药物缺乏针对性，无法真正发挥效果，同时还会因与其他细胞蛋白相互作用而产生明显的副作用。

而NVIDIA GPU让研究人员如愿看到了微观世界中的酶运动。

研究人员展示了圣地亚哥超级计算中心搭载Tesla GPU的Comet和Bridges超级计算机如何让该团队更有效地模拟酶运动。先进的软件和快速的计算将模拟时间延缓至微秒级（时长比之前报告的模拟时长多100倍），使用仅搭载CPU的超级计算机则无法实现这样的模拟时长。

故此，研究人员发现了NS3中的一组氨基酸残基，它像传声筒一样在辅酶和RNA之间传递信息，而之前没有人发现这点。

研究人员说他们会继续通过模型观察NS3酶的运动，这种酶在寨卡病毒和西尼罗河病毒中也起着重要作用。随着精度的提高和图形功能的改进，今后更深入的研究将有望阻止此类疾病的传播。

“得益于NVIDIA GPU，以及基于此的高效软件Amber等技术的发展，我们大大提升了模拟的能力。理想情况下，我们可以继续推进硬件和软件开发，最终达到有助于生物学研究的毫秒级时间尺度。”从事这一研究的科罗拉多州立大学助理教授Martin McCullagh说道。