Přeskočit na hlavní obsah

Co je projekt Folding@Home a projekt Foldit



Vědci na celém světě hledají lék na koronavirus způsobující onemocnění COVID-19. V řešení problému ale můžeme sehrát roli úplně všichni. Vědci ze dvou amerických univerzit vsadili v rozlousknutí problému s koronavirem na dva v minulosti osvědčené komunitní projekty, do kterých se může zapojit prakticky každý s internetovým připojením a určitou výpočetní silou. Zajímavé je, že každý z projektů sází na úplně opačnou strategii.

Cílem léku na nemoc COVID-19 je zabránit viru uchytit se na plicní buňce. Vědci proto potřebují nasimulovat způsoby, jakými protein vazbu vytvoří. Projekt Folding@Home vědcům nabídl výpočetní výkon na své platformě tvořené obrovským množstvím domácích počítačů. Zapojit můžete i ten svůj.

Zatímco projekt Folding@Home, za kterým stojí vědci ze Stanfordovy univerzity, řeší problém hrubou silou a žádá po internetových uživatelích jen jejich přebytečnou výpočetní kapacitu, konkurenční projekt Foldit, který spadá pod křídla Centra pro herní vědu a biochemii Washingtonské univerzity a jenž nese i českou stopu, spoléhá naopak na lidský důvtip a hráčskou intuici.
SARS-CoV-2, plným mezinárodním taxonomickým názvem Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2[P 1] (dříve označovaný prozatímním odborným jménem 2019-nCoV nebo jako wuchanský koronavirus) je RNA koronavirus, který způsobuje onemocnění COVID-19 (z angl. COronaVIrus Disease 2019), které bylo poprvé pozorováno na konci roku 2019 v čínském městě Wu-chan. Nyní je sedmým známým lidským koronavirem. Sekvenční analýza odhalila, že virus má vztah k SarS-CoV, tedy viru způsobujícímu nemoc SARS.

Čínské úřady v obavě z šíření viru následně uvalily na město Wu-chan karanténu. Ke dni 29. února 2020 zemřelo na následky nakažení již přes 2 900 lidí a nakaženo jich bylo více než 85 000.

Kromě Číny se onemocnění objevilo také ve více než 60 dalších zemích (k 29. únoru 2020), včetně České republiky.

Dne 31. prosince 2019 městská zdravotnická komise ve Wu-chanu oznámila, že ve městě se vyskytlo množství pacientů s příznaky pneumonie neznámého původu. Část pacientů byli prodejci a obchodníci na místním trhu s rybami. Existuje podezření, že nákaza vypukla po konzumaci hadího masa z místního trhu, kde syrové maso určené ke konzumaci přicházelo do styku s živými zvířaty. Trh prodávající zvířata byl také obviněn z pandemie SARS. Tyto trhy jsou považovány za velice vhodné inkubátory pro neobvyklé druhy virů.

Po provedení krevních testů a výtěrů z krku u 15 pacientů bylo oznámeno, že se jedná o nový typ koronaviru, což o dva dny později potvrdila Světová zdravotnická organizace. Byl také zveřejněn genom viru, který je nyní dostupný skrze Evropský globální katalog pro archivaci virů a genový archiv NCBI.

Z Wu-chanu se šířil nejprve po dalších čínských městech. První případ nákazy mimo území Číny byl zaznamenán v Thajsku. Nakažené později ohlásily mimo jiné Japonsko, Tchaj-wan, USA či Singapur. Počet nakažených rychle narůstá. Poté, co onemocnělo několik členů zdravotnického personálu, který se podílel na péči o nakažené, vyšlo najevo, že virus je přenosný z člověka na člověka.

Při krizovém zasedání Komise pro pneumonii spadající pod Světovou zdravotnickou organizaci pro nedostatek informací nenařídila žádné ochranné opatření, ovšem oznámila, že situaci pečlivě monitoruje. Hlavní hygienička ČR prohlásila, že české úřady situaci sledují a rizika spojená s nákazou průběžně vyhodnocují.

23. ledna 2020 se koronavirus rozšířil i do Evropy, původně konkrétně do Francie a Německa.

K 29. únoru 2020 se virus rozšířil do 61 států světa. Dalších více než 700 nakažených se nacházelo na lodi Diamond Princess.

30. ledna 2020 vyhlásila Světová zdravotnická organizace globální stav zdravotní nouze. Hlavní hygienička ČR doporučuje dbát na dodržování obecných pravidel hygieny. Cesty do Číny mnoho států omezilo a ostatní doporučují svým obyvatelům vyhnout se městu Wu-chan či celé provincii Chu-pej, kde se nákaza objevila. Epidemiologové se nyní snaží odhadnout hodnotu R0, tj. kolik lidí pravděpodobně infikovaný člověk nakazí. Pokud je R0 větší než 1, znamená to, že budou potřeba protiopatření jako je karanténa. Ve čtvrtek 23. ledna publikovala Světová zdravotnická organizace (WHO) odhad hodnoty v rozmezí 1,4–2,5. Tyto hodnoty se podobají R0 u SARS.

Několik světových letišť v návaznosti na šíření nákazy zavedla zvláštní bezpečnostní opatření jako screening cestujících, kteří jeví nějaké příznaky, či dokonce omezení některých spojů.

Čínské úřady uvalily na město Wu-chan karanténu a na deset dalších měst dočasný zákaz cestování. Celkově je v detenci 56 milionů lidí.

Mezi příznaky nakažení patří suchý kašel, dušnost, únava a horečka. Životní funkce přijímaných pacientů byly obvykle stabilní. Závažnější případy mohou vést k zápalu plic, selhání ledvin a smrti. Většina hospitalizovaných měla nízkou hladinu bílých krvinek a lymfocytů.

COVID-19 je vysoce infekční nemoc. Virus je schopný se přenášet z člověka na člověka a šíří se pomocí kapének při kýchání, kašlání, případně tělesném kontaktu. Světová zdravotnická organizace vydala odhad, že hodnota R0 (tj. přibližně kolik lidí může nakazit 1 infikovaný člověk) se může pohybovat někde v rozmezí 1,4–2,5, což je podobné jako u nemoci SARS.

Inkubační doba (tzn. doba od nakažení do propuknutí příznaků nemoci) se pohybuje přibližně mezi 2 až 14 dny a i během ní je nemoc infekční.

Nemoc má velmi podobné příznaky i průběh jako závažnější chřipka či jiné podobné chřipkové onemocnění. Je tak velmi obtížné na první pohled rozeznat nákazu koronavirem právě od chřipky. V současnosti je tudíž jediným možným způsobem, jak virus v těle odhalit, podstoupit krevní testy, kde se v odebraných vzorcích následně hledá stejné RNA jako má koronavirus. Stále se však vyvíjejí nové a efektivnější metody testování na podobném principu.

Jako první se projevuje horečka, vysoká únava a dušnost. Později se přidá suchý dráždivý kašel, případně bolest svalů a kloubů. Životní funkce přijímaných pacientů jsou obvykle stabilní. Závažnější případy mohou vést k zápalu plic, selhání ledvin a smrti. Nemocní mají často sníženou hladinu bílých krvinek a lymfocytů.

Na toto onemocnění zatím neexistuje žádná vakcína, která by účinkovala přímo proti viru. Světová zdravotnická organizace však očekává, že taková vakcína by mohla existovat do 18 měsíců. Na potlačení některých příznaků onemocnění se ale může zahájit i podpůrná léčba běžně dostupnými léky.

Několika zemím se ale své pacienty podařilo vyléčit pomocí léků na AIDS v kombinaci s léky na chřipku.

V případě COVID-19 se ozývají vedle skutečných lékařů i provozovatelé nejrůznějších forem tzv. alternativní medicíny, kteří proklamují, že jejich přípravek je nějakým způsobem efektivní v terapii nebo v léčbě onemocnění. Americké Národní centrum pro komplementární a integrativní zdraví (NCCIH) varuje, že neexistuje přitom žádný důkaz, že by tyto formy pokusů o prevenci nebo terapii mohly být prospěšné, některé dokonce mohou být nebezpečné.

Prevence před nákazou koronavirem SARS-CoV-2 je stejná, jako u jiných virových onemocnění, například chřipka. Tj. zpřísnění hygienických pravidel, např. mytí rukou, vyhýbání se osobám s respiračními potížemi, vyhýbání se koncentrovanému shromáždění osob, posilování imunitního systému.

Potřebujeme tvou pomoc! Folding @ home se připojuje k vědcům po celém světě a snaží se lépe porozumět koronavírusu 2019 (2019-nCoV), aby urychlil otevřené vědecké úsilí o vývoj nových život zachraňujících terapií. Stažením Folding @ Home můžete své nepoužité výpočetní zdroje věnovat konsorciu Folding @ home , kde vědci usilují o lepší pochopení struktur potenciálních drogových cílů pro 2019-nCoV, které by mohly pomoci při navrhování nových terapií. Data, která nám pomáháte vytvářet, budou rychle a otevřeně šířena v rámci otevřené vědecké spolupráce několika laboratoří po celém světě, což vědcům poskytne nové nástroje, které mohou uvolnit nové příležitosti pro vývoj léků na záchranu života.
2019-nCoV je blízký bratranec vůči SARS coronavirus (SARS-CoV) a působí podobným způsobem. Pro oba koronaviry se první krok infekce vyskytuje v plicích, když se protein na povrchu viru váže na receptorový protein v plicní buňce. Tento virový protein se nazývá spike protein , který je na obrázku níže zobrazen červeně a receptor je známý jako ACE2.Terapeutická protilátka je typ proteinu, který může blokovat virový protein z jeho vazby na jeho receptor, a tím zabraňovat viru infikovat plicní buňku. Terapeutická protilátka již byla vyvinuta pro SARS-CoV, ale pro vývoj terapeutických protilátek nebo malých molekul pro 2019-nCoV musí vědci lépe porozumět struktuře virového proteinu špičky a jak se váže na lidský receptor ACE2 potřebný pro vstup viru do lidských buněk.
Bílkoviny nejsou stagnující - kroutí se a složí a rozloží se, aby převzaly četné tvary. Musíme studovat nejen jeden tvar virového proteinu, ale všechny způsoby, jak se protein kroutí a složí do alternativních tvarů, abychom co nejlépe porozuměli tomu, jak interaguje s ACE2 receptorem, aby mohla být navržena protilátka. Struktury SARS-CoV spike proteinu s nízkým rozlišením existují a známe mutace, které se liší mezi SARS-CoV a 2019-nCoV. Na základě těchto informací máme jedinečnou pozici, abychom mohli modelovat strukturu spike proteinu 2019-nCoV a identifikovat místa, na která lze zacílit terapeutickou protilátkou. Můžeme vytvořit výpočetní modely, které splňují tento cíl, ale vyžaduje to hodně výpočetního výkonu.   
To je místo, kam vejdete! Vzhledem k tomu, že mnoho počítačů pracuje na stejném cíli, snažíme se co nejrychleji vyvinout léčebný prostředek. Stažením složky Folding @ home [ LINK ] a výběrem příspěvku „Any Disease“ nám můžete pomoci poskytnout výpočetní sílu potřebnou k řešení tohoto problému. Jeden protein z 2019-nCoV, proteáza kódovaná virovou RNA, již byl krystalizován . Ačkoli sledovaný protein 2019-nCoV dosud nebyl vyřešen navázaný na ACE2, naším cílem je použít k identifikaci terapeutických cílů protilátky homologní strukturu SARS-CoV spike proteinu.
Navrhněte pojivo proti koronaviru! Na konci roku 2019 se z čínského Wu-chanu objevil nový vysoce infikovaný virus. Tento virus patří do rodiny koronavirů a je podobný viru, který způsobil epidemii SARS v roce 2002. Koronaviry vykazují na svém povrchu protein "špice", který se pevně váže na receptorový protein, který se nachází na povrchu lidských buněk. Jakmile se špička koronaviru váže na lidský receptor, virus může infikovat lidskou buňku a replikovat se. V posledních týdnech vědci určili strukturu spike proteinu koronaviru 2019 a jak se váže na lidské receptory. Pokud dokážeme navrhnout protein, který se váže na tento spike protein koronaviru, mohl by být použit k blokování interakce s lidskými buňkami a zastavení infekce!

V této logické části jsou hráči prezentováni s vazebným místem proteinu špičky koronaviru. Páteř a většina postranních řetězců jsou úplně zmražené, s výjimkou postranních řetězců na vazebném místě, kde spike protein normálně interaguje s lidským receptorovým proteinem. Hráči mohou navrhnout nový protein, který se váže na tyto postranní řetězce, blokující interakce s lidským receptorem. Aby se mohl vázat cíl koronaviry, budou muset designy v tomto vazebném místě navázat spoustu kontaktů a H-vazeb s spike proteinem. Ale designy budou také muset mít spoustu sekundární struktury (spirály nebo listy) a velké jádro, aby se správně složily! Podrobnosti o objektivních podrobnostech najdete v komentářích k skládačce.

Komentáře

Populární příspěvky z tohoto blogu

Skalní reliéfy u Kopicova statku

Ve skalách pod Kopicovým statkem, Jirošovou rychtou, vytvořil tehdejší majitel a lidový umělec Vojtěch Kopic galerii skalních reliéfů především z české historie. Jeho práce trvala téměř 40 let (1940 až 1978) a za tu dobu vzniklo přes 30 reliéfů postav, zvířat či průčelí staveb, často doplněných o citáty či poselství.

Vojtěch Kopic (1909–1978) se do stavení přiženil v roce 1932. Od čtyřicátých let až do své smrti v rokli pod statkem vytesal v pískovcových skalách řadu reliéfů, jejichž témata čerpal především z českých dějin. Památková ochrana těchto děl byla vyhlášena s účinností od 25. listopadu 2017 formou stanovení ochranného pásma kulturní památky Kopicův statek.

Po reliéfech vás provede značená stezka, odbočení na ní je vyznačeno turistickými směrovkami.

Kopicův statek (dříve Jirošova rychta) je roubená usedlost z konce 18. století, kulturní památka. Jedná se (spolu např. s Dlaskovým statkem) o jeden z nejzajímavějších příkladů lidové architektury pojizerského typu. Statek (Kacanovy …

Labská bouda

Labská bouda je soukromý hotel v Krkonoších, v první zóně Krkonošského národního parku. Labská bouda leží v nadmořské výšce 1340 metrů na Labské louce nedaleko města Špindlerův Mlýn. Několik set metrů od boudy se nachází pramen Labe. Vzhledem ke své poloze je především v zimním období významným orientačním prvkem. Moderní železobetonová devítipatrová budova z roku 1975 nese stejný název jako původní hostinec z 19. století, který vyhořel roku 1965. Přístupová komunikace vede z obce Horní Mísečky; od obce výše však není povolen vjezd soukromým vozidlům (dále autobusem a pěšky). V sobotu 17. listopadu 2018 v okolí Labské boudy začala hořet horská tundra. Požár byl ohlášen po 16. hodině, uhašen byl v půl osmé večer, zasahovalo celkem sedm požárních jednotek. Zasažená plocha činila asi 20 ha. Budova neutrpěla žádné škody díky opačnému směru větru. Požár byl zřejmě způsoben nedbalostí turistů.
Budova vznikla v polovině 19. století jako hostinec s ubytovacím zázemím. Již dříve zde ale údajně …

Vilémov, Rokytnice nad Jizerou, Krkonoše

Rokytnice nad Jizerou (německy Rochlitz an der Iser) je město a horské letovisko v západních Krkonoších. Nachází se v Libereckém kraji, v okrese Semily, v protáhlém údolí Huťského potoka mezi masivy hor Stráž (782 m), Čertova hora (1022 m) a Lysá hora (1344 m) a podél levého (východní) břehu řeky Jizery. Žije zde přibližně 2 600 obyvatel.
Celkem zahrnuje čtyři katastrální území: Dolní Rokytnice, Horní Rokytnice nad Jizerou, Rokytno v Krkonoších a Františkov v Krkonoších. Z evidenčního hlediska se v rámci Dolní Rokytnice navíc rozlišují ještě místní části Hleďsebe, Hranice a Studenov.
Katastrální území Dolní Rokytnice ve městě Rokytnice nad Jizerou zahrnuje kromě vlastní Dolní Rokytnice ještě sídelní celky Hleďsebe, Studenov, Liščí Díra, Hranice, Vilémov, Letní Strana, Zimní Strana, Malá Rokytnice. Na jihozápadě do něj spadá vrch Stráž. Do Dolní Rokytnice patří i kostel svatého Michaela archanděla.
Hranice mezi Dolní a Horní Rokytnicí probíhá náměstím před radnicí: většina plochy náměstí …