【转】蛋白质折叠：凡人改变世界？

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来看几个貌似毫无关联的关键字：癌症、高性能电脑、团队竞技、志愿者。当它们独立出现时，都是各自领域内值得研究的话题，日常生活中你我也会经常提及这些字眼，而当它们被穿成一条线之后，就发酵成为一个特殊而有意义的世界性项目Folding@home，分布式蛋白质折叠计算(下文简称“蛋白质折叠”)，它是众多分布式计算项目之一，也是最出名、普及最广泛的之一。
Folding@home蛋白质折叠项目的出现，满足了一部分人群在内心深处的愿望：通过自己的高性能电脑，以志愿者的身份加入团队竞技比拼，在不断的计算过程中协助攻克癌症、流行性感冒病毒、人类免疫缺陷病毒(HIV)等世界性难题。
该项目最有价值和趣味性的地方，并非它有对于基础科研有多么不可或缺的重要性，而是在于民众参与，团队竞技，如何搭建合理的高性能电脑。

但是无心插柳柳成荫，如此有意义的项目自然会被大众发掘。Folding@home蛋白质折叠项目官方表示，2000年10月至今，长达14年的推动和成果，已经聚集了全球740万总用户数，大概有100万活跃计算机，峰值计算速度达45PFLOPS(2014年4月30日数据)，成为全球最大的分布式计算项目。它所凝聚的志愿者计算能力，比肩世界最快的超级计算机“天河二号”54.9PFLOPS(理论峰值)。
最近两个月间，Folding@home项目连续在《自然》等学术杂志上发布新的科研成果，其官方网站上公布的论文数量也达到114篇。一些合作公司如Intel、Google、NVIDIA给予项目方的帮助不可估量，一些华人科学家如赵宇桐（Yutong Zhao）直接主持参与了内核计算程序的开发。
今年3月24日，项目组公布了最近所研究的“c-src”蛋白质，能找到专门抑制此蛋白的药物，成了攻克癌症的关键。
Folding@home项目通过分子动力学模拟，发现“c-src”蛋白质的某个弱点只存在于“c-src”的特定的中间态，因此只要能找到能与该弱点发生作用的蛋白质，就可以找到副作用极小的癌症的特效药，这是替代化疗方法的重要契机。
谁在推动Folding@home项目发展？
该项目由斯坦福大学化学系的潘德小组(Pande Group)主持，于2000年10月1日正式启动。斯坦福大学教授Vijay Pande博士的实验室，是斯坦福大学化学、医学中心、结构生物学的重要部门，其主要工作是从理论和数值模拟等角度入手，研究蛋白质、RNA、合成聚合物的纳米级折叠过程。

一个好汉三个帮，项目成立后发展迅猛，很多在校学生、在职科学家加入项目志愿者行列，帮助项目方翻译网页、传播推广。除了官方网站之外，很多全世界的非官方机构、论坛也掀起了讨论和参与Folding@home项目的高潮，中国分布式计算总站(Equn.com)的Folding@home频道和版区也成为志愿者热门关注区。

只有“散兵游勇”的助阵显然不够，Intel、Google、NVIDIA、AMD(前ATI)、索尼、苹果、戴尔等厂商形成了一个支持Folding@home项目发展的同盟，在项目组的统领下和开发商协作，一直致力于改进软件以及第三方工具做出更好的接口，同时为项目提供了制度、资金、服务器设备支持。
Folding@home如何关联重大疾病和家用电脑？
如果用7个字来解释这一问题，那就是——分子动力学模拟。
相信你一定想了解更多细节，那就需要了解蛋白质折叠。蛋白质折叠(Protein Folding)问题被列为“21世纪的生物物理学”的重要课题，它是分子生物学中心法则尚未解决的一个重大生物学问题。蛋白质可在短时间中从一级结构折叠至立体结构，研究者却无法在短时间中从氨基酸序列计算出蛋白质结构，甚至无法得到准确的三维结构。
Folding@home项目正是从这端发力。蛋白质折叠计算分为热力学和动力学两大部分，Folding@home项目属于一般的蛋白质折叠模拟，它仅涉及分子动力学，通常都是把原子视为刚体，然后计算这些刚体之间的力学关系。
分子动力学软件有很多，Folding@home项目有什么特别之处呢？你可以理解为：Folding@home项目基于GROMACS计算引擎的，是一个力学主导的分子动力学模拟，它的特点就在于支持大规模分布式计算。