朱塞佩·巴卡團隊首次實現(xiàn)了生物系統(tǒng)的量子模擬。圖片來源：墨爾本大學官網
科技日報記者 張夢然
據(jù)澳大利亞墨爾本大學官網報道，該校理論家和高性能計算專家朱塞佩·巴卡副教授領導的團隊，首次實現(xiàn)了生物系統(tǒng)的量子模擬，其規(guī)模足以準確模擬藥物性能。團隊利用美國“前沿”超級計算機的計算能力，開發(fā)出新軟件，能準確預測由多達數(shù)十萬個原子組成的分子系統(tǒng)的化學反應和物理性質，對分子行為提供高度精確的預測，并為計算化學樹立了新的標桿。
該項目匯集了化學、藥物研發(fā)、量子力學和超級計算方面的專業(yè)知識，由美國橡樹嶺國家實驗室、AMD和科技初創(chuàng)公司QDX共同合作完成。
這項突破性研究歷時4年多，首次實現(xiàn)了以量子級精度研究生物分子級系統(tǒng)。這種模擬能力使科學家能以前所未有的細節(jié)觀察和理解這些系統(tǒng)，對于改進傳統(tǒng)藥物的評估和設計與目標生物系統(tǒng)更有效相互作用的新療法至關重要。
這一突破使科學家能以堪比物理實驗的精度模擬藥物行為?？茖W家現(xiàn)在不僅可觀察藥物的運動，還可觀察其在生物系統(tǒng)中隨時間變化的量子力學特性，例如鍵的斷裂和形成。這對于評估藥物可行性和設計新療法至關重要。
目前，超過80%的致病蛋白沒有已知藥物可以治療。先進的量子力學和高性能計算拓寬了藥物發(fā)現(xiàn)的計算工具集，在生物相關規(guī)模上提供了前所未有的速度和準確性。重要的是，它們還提供了傳統(tǒng)計算化學以前無法實現(xiàn)的見解和能力，從而開辟了調節(jié)治療目標的新方法，并擴大了可有效治療的目標疾病數(shù)量。
新研究將突破性的科學進步轉化為功能強大且用戶友好的平臺，加速和增強了藥物發(fā)現(xiàn)過程，為創(chuàng)新治療打開大門。
總編輯圈點
以量子級精度模擬生物分子級系統(tǒng)，準確預測分子系統(tǒng)的化學反應和物理性質，這一突破，對新藥研發(fā)有重要意義。通常來說，新藥從發(fā)現(xiàn)到通過審批投入市場，需要十幾年甚至幾十年時間。人們一直在尋找更為高效的藥物研發(fā)工具，降低新藥研發(fā)風險，提高藥物研發(fā)效率。此次，這項打通從基礎研究到市場應用鏈條的研究，為創(chuàng)新治療打開了大門。它可為我們提供更多富有想象力的治療方案，也許攻克難治疾病的鑰匙，就在這些量子模擬中。
