มหาวิทยาลัยโตเกียว ใช้ Fugaku ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดในโลกของฟูจิตสึ ช่วยวิจัยคิดค้นยารักษาโควิด-19 การสำรวจกลไกระดับโมเลกุลของกระบวนการยับยั้งการติดเชื้อ

ฟูจิตสึประเทศญี่ปุ่นประกาศความร่วมมือครั้งใหม่กับทีมวิจัยที่นำโดยทาเคฟูมิ ยามาชิตะ รองศาสตราจารย์ประจำโครงการศูนย์วิจัยวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีชั้นสูง (Research Center for Advanced Science and Technology : RCAST) แห่งมหาวิทยาลัยโตเกียว โดยใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดในโลกชื่อว่า Fugaku ซึ่งพัฒนาร่วมกันโดยริเก้น และฟูจิตสึ ในการระบุสารประกอบยับยั้งโมเลกุลขนาดเล็ก ที่สามารถใช้เป็นยาที่มีศักยภาพในการรักษาโรคโควิด-19 รวมถึงไขความลับของกลไกระดับโมเลกุลที่ช่วยยับยั้งการติดเชื้อโควิด-19 ทั้งนี้ การวิจัยอย่างเต็มรูปแบบได้เริ่มขึ้นตั้งแต่วันที่ 22 มิถุนายน 2564 และจะดำเนินต่อไปจนถึงเดือนมีนาคม 2565

ในงานวิจัยร่วม ฟูจิตสึ และ RCAST จะใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีสารสนเทศสำหรับคิดค้นสูตรยา โดยมุ่งเน้นที่เทคโนโลยีการสร้างสารประกอบยับยั้ง และเทคโนโลยีการจำลองระดับโมเลกุลที่แสดงสถานะของโมเลกุลอย่างแม่นยำ ซึ่งจะมีการคำนวณบนเครื่อง Fugaku เพื่อระบุสารประกอบยับยั้งโดยสังเกตพฤติกรรมเชิงพลศาสตร์ของโปรตีนจากไวรัส และทำนายคุณสมบัติของการกลายพันธุ์ในอนาคต ด้วยพลังของ Fugaku การจำลองระดับโมเลกุลของโปรตีนจากไวรัส และการคำนวณหาสูตรของสารยับยั้งจะสามารถเร่งให้เร็วขึ้น ซึ่งจะไขความกระจ่างของกระบวนสร้างพันธะ และปฏิกิริยาระหว่างโปรตีนจากไวรัสกับสารยับยั้ง โดยมีวัตถุประสงค์ในการระบุสารประกอบยับยั้ง ที่นำไปสู่การพัฒนายารักษาโรคในระยะแรกได้

ในอนาคต ฟูจิตสึจะยังคงเก็บเกี่ยวผลประโยชน์จากซูเปอร์คอมพิวเตอร์ และเทคโนโลยีการจำลองในระดับโมเลกุลต่อไป พร้อมมุ่งมั่นที่จะเร่งพัฒนารูปแบบการรักษาโรคโควิด-19 อย่างมีประสิทธิภาพ โดยการวิจัยร่วมกับรองศาสตราจารย์ยามาชิตะแห่ง RCAST ที่ตระหนักถึงสังคมที่ทุกคนสามารถกลับมาใช้ชีวิตได้อย่างผาสุกดังเดิม

ความเป็นมา

ตั้งแต่ปี 2554 ฟูจิตสึได้มีส่วนร่วมในการวิจัยกับ RCAST เกี่ยวกับเทคโนโลยีสารสนเทศสำหรับคิดค้นสูตรยา เพื่อสร้างสารประกอบโมเลกุลขนาดเล็กที่เป็นตัวเลือกสำหรับยาต้านมะเร็งและโรคอื่นๆ ซึ่งขณะที่วัคซีนประสิทธิภาพสูงจำนวนหนึ่งได้รับการพัฒนาจนประสบผลสำเร็จ เพื่อตอบสนองต่อการแพร่ระบาดใหญ่ของโควิด-19 แต่การพัฒนายารักษาโรคที่มีประสิทธิภาพนั้น ยังคงเป็นสิ่งสำคัญอันดับแรก ฟูจิตสึและ RCAST จึงตัดสินใจที่จะเริ่มโครงการวิจัยร่วมครั้งใหม่ ในการระบุหาสารประกอบยับยั้งที่จะนำไปสู่การพัฒนายาต้านโคโรน่าไวรัส โดยใช้ประโยชน์จากพลังการประมวลอันไร้เทียมทานของ Fugaku เพื่อสนับสนุนเป้าหมายนี้

ภาพรวมของการวิจัย

แรกเริ่มเดิมที ฟูจิตสึและ RCAST ได้ดำเนินงานวิจัยร่วมกันเกี่ยวกับยาโมเลกุลขนาดเล็ก ซึ่งมีแนวโน้มสูงที่จะนำมารับประทานได้ สังเคราะห์ได้ทางเคมี และมีต้นทุนการผลิตที่ต่ำ เมื่อเทียบกับยาชนิดเปปไทด์ แอนติบอดี้ กรดนิวคลีอิก และเซลล์ ด้วยเป้าหมายในการระบุสารยับยั้งที่นำไปสู่การพัฒนายาต้านโคโรน่าไวรัสตัวใหม่อันทรงประสิทธิภาพ ในปริมาณโดซที่น้อยและผลข้างเคียงต่ำ เทคโนโลยีการจำลองระดับโมเลกุล ซึ่งเป็นผลลัพธ์จากการวิจัยร่วมกันจะถูกปรับใช้ เนื่องจากจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องสร้างโครงสร้างโมเลกุลที่สามารถจับกับโปรตีนไวรัส และควบคุมการทำงานของมันได้ เทคโนโลยีการจำลองระดับโมเลกุล และ Fugaku จะได้รับการใช้งานอย่างแพร่หลายสำหรับงานต่างๆ รวมถึงการสร้างแบบจำลองโครงสร้างสามมิติ การอธิบายกลไกยับยั้งการติดเชื้อในระดับโมเลกุล ที่นำไปสู่การพัฒนายารักษาโรค และจำลองสถานการณ์ เพื่อทำนายพฤติกรรมและคุณสมบัติของสายพันธุ์กลายพันธุ์ เพื่อให้การรักษาโรคที่เกิดจากไวรัสกลายพันธุ์มีประสิทธิผลดีขึ้น

ที่มา : บทความ Fujitsu Japan Embarks on Joint Research for COVID-19 Therapies Using World’s Fastest Supercomputer with Researchers of Research Center for Advanced Science and Technology, The University of Tokyo