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Was haben Supercomputer mit dem Coronavirus zu tun?

Supercomputer Corona Schweiz
Der Supercomputer Summit von IBM kann gewaltige Datenmengen produzieren. Das kommt auch der Findung neuer Medikamente zugute. (Carlos Jones/ORNL)

Die internationale Forschung setzt gerade alles daran, um Medikamente für COVID-19 bzw. einen Impfstoff gegen das Coronavirus zu finden. Eine wichtige Rolle dabei spielen Computer mit einer unglaublich grossen Rechenleistung.

Der im Oak Ridge National Laboratory (Tennessee) stationierte Supercomputer Summit ist ein wahres Genie der Datenberechnung. Und das hat lebensrettendes Potenzial! Innerhalb von nur zwei Tagen testete Summit 8.000 Wirkstoffe gegen das Coronavirus SARS-CoV-2 mithilfe von 200 Petaflops. Ein Petaflop sind 1.000.000 Milliarden Floating Point Operations per Second. Der schnellste Computer Europas steht übrigens in der Schweiz (Lugano) und nimmt Platz 6 auf der Weltrangliste der besten Rechner ein.

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Simulierte biologische Reaktionen

Aber wie prüft ein Computer medizinische Wirkstoffe? «Solche Computer simulieren die biologischen Reaktionen, die verschiedene Antikörper mit dem Virus aufweisen. Das geht schneller als mit 'wirklichen Tests», so ein technischer Physiker und Data Scientist aus Wien. «Durch Simulationen können Wirkstoffe viel rascher auf ihre Effektivität geprüft werden, als das mit Labortests möglich wäre. Dadurch gewinnt man wertvolle Zeit in der Entwicklung von Medikamenten und Wirkstoffen, und rettet auf diese Weise Menschenleben.»

Die ersten Tests zeigten, dass 77 der geprüften Substanzen die Fähigkeit haben, den Prozess des Andockens des Virus an der Hostzelle (also an menschliche Zellen) abzuschwächen bzw. gänzlich zu verhindern. So kann COVID-19 nicht ausbrechen.

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Noch mehr Rechenleistung gemeinsam mit Sierra

Dank des zweitschnellsten Supercomputers, Sierra, steht den US-amerikanischen Wissenschaftern noch mehr Rechenleistung zu Verfügung. Sierra wird normalerweise von der US-Army für die Testung von Atomwaffen genutzt. Zusammen mit Summit können die Daten so mit 325 Petaflops berechnet werden. Sierra ist am Lawrence Livermore Lab in Kalifornien stationiert. «Es ist anzunehmen, dass ein Teil der Simulationen in Tennessee und ein Teil in Kalifornien stattfindet. Die Testergebnisse werden dann in der Zusammenschau kombiniert», so der Experte. 

Was passiert mit den Daten aus den Supercomputern?

In weitere Folge werden die Daten zu den 77 potenziellen Corona-Medikamenten ausgewertet. Nach dem Hinzufügen weiterer Forschungsdaten zu SARS-CoV-2 werden die Substanzen nochmal getestet, die vielversprechendsten davon im Anschluss im Labor geprüft.

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