Innealan mòra adhartach ceimigeachd mòr ann an 2022
Chuidich seataichean dàta gigantic agus ionnstramaidean mòra luchd-saidheans gus dèiligeadh ri ceimigeachd air sgèile mhòr am-bliadhna
leAriana Remmel
Cliù: Goireas Coimpiutaireachd Ceannardas Oak Ridge aig ORNL
Is e an supercomputer Frontier aig Oak Ridge National Laboratory a’ chiad fhear de ghinealach ùr de dh’ innealan a chuidicheas ceimigearan gus samhlaidhean moileciuil a ghabhail os làimh a tha nas iom-fhillte na bha e a-riamh.
Rinn luchd-saidheans lorgaidhean mòra le innealan mòra ann an 2022. A' togail air a' ghluasad a chaidh a dhèanamh o chionn ghoirid ann an eòlas fuadain a bha comasach gu ceimigeach, rinn luchd-rannsachaidh adhartas mòr, a' teagasg choimpiutairean gus structaran pròtain a ro-innse aig ìre nach fhacas a-riamh.Anns an Iuchar, dh'fhoillsich companaidh seilbh na h-Aibideil DeepMind stòr-dàta anns an robh structarancha mhòr a h-uile pròtain aithnichte— 200 millean a bharrachd de phròtainean fa leth bho chòrr air 100 millean gnè - mar a bha dùil leis an algairim ionnsachaidh inneal AlphaFold.An uairsin, san t-Samhain, sheall a’ chompanaidh tech Meta an adhartas aca ann an teicneòlas ro-innse pròtain le algorithm AI ris an canarESMFold.Ann an sgrùdadh ro-chlò-bhualaidh nach deach ath-sgrùdadh le co-aoisean fhathast, thuirt luchd-rannsachaidh Meta nach eil an algairim ùr aca cho ceart ri AlphaFold ach gu bheil e nas luaithe.Bha an astar àrdaichte a’ ciallachadh gum b’ urrainn don luchd-rannsachaidh 600 millean structar a ro-innse ann an dìreach 2 sheachdain (bioRxiv 2022, DOI:10.1101/2022.07.20.500902).
Tha bith-eòlaichean aig Sgoil Leigheas Oilthigh Washington (UW) a’ cuideachadhleudaich comasan bith-cheimiceach choimpiutairean nas fhaide na teamplaid nàdairle bhith a’ teagasg innealan gus pròtanan sònraichte a mholadh bhon fhìor thoiseach.Chruthaich Dàibhidh Baker aig UW agus an sgioba aige inneal AI ùr as urrainn pròtanan a dhealbhadh le bhith ag adhartachadh gu ath-aithriseach air molaidhean sìmplidh no le bhith a’ lìonadh nam beàrnan eadar pàirtean taghte de structar a tha ann mar-thà (Saidheans2022, DOI:10.1126/saidheans.abn2100).Chuir an sgioba cuideachd a-steach prògram ùr, ProteinMPNN, a dh’ fhaodas tòiseachadh bho chumaidhean 3D dealbhaichte agus co-chruinneachaidhean de dh’ ioma-roinnean pròtain agus an uairsin co-dhùnadh dè na sreathan aminoideach a dh’ fheumar gus an dèanamh gu h-èifeachdach (Saidheans2022, DOI:10.1126/saidheans.add2187;10.1126/saidheans.add1964).Dh’ fhaodadh na h-algorithms sàbhalaidh bith-cheimiceach seo luchd-saidheans a chuideachadh ann a bhith a’ togail ghorm-dhealbhan airson pròtanan fuadain a ghabhadh cleachdadh ann am bith-stuthan ùra agus cungaidhean-leigheis.
Cliù: Ian C. Haydon/Institiud UW airson Dealbhadh Pròtain
Tha algorithyms ionnsachadh innealan a’ cuideachadh luchd-saidheans a bhith a’ bruadar mu phròtainean ùra le gnìomhan sònraichte nan inntinn.
Mar a bhios rùintean ceimigearan coimpiutaireachd a' fàs, mar sin cuideachd na coimpiutairean a chleachdar airson atharrais air an t-saoghal moileciuil.Aig Obair-lann Nàiseanta Oak Ridge (ORNL), fhuair ceimigearan a’ chiad sealladh air fear de na sàr-choimpiutairean as cumhachdaiche a chaidh a thogail a-riamh.Supercomputer exascale ORNL, Frontier, am measg a’ chiad innealan airson obrachadh a-mach còrr air 1 quintillion gnìomhachd fleòdraidh gach diog, aonad de àireamhachd coimpiutaireachd.Tha an astar coimpiutaireachd sin timcheall air trì tursan nas luaithe ris a’ churaidh riaghlaidh, an supercomputer Fugaku ann an Iapan.Anns an ath bhliadhna, tha dà obair-lann nàiseanta eile an dùil coimpiutairean exascale a chuir air bhog anns na SA.Leigidh cumhachd coimpiutair taobh a-muigh nan innealan ùr-nodha seo le ceimigearan siostaman moileciuil nas motha a shamhlachadh agus a rèir raointean-ama nas fhaide.Dh’ fhaodadh an dàta a chaidh a chruinneachadh bho na modailean sin luchd-rannsachaidh a chuideachadh gus crìochan na tha comasach ann an ceimigeachd a phutadh le bhith a’ caolachadh a’ bheàirn eadar na h-ath-bheachdan ann am flasg agus na samhlaidhean brìgheil a thathas a’ cleachdadh airson am modaladh.“Tha sinn aig ìre far an urrainn dhuinn tòiseachadh dha-rìribh a’ faighneachd cheistean mu na tha a dhìth bho na dòighean teòiridheach no na modalan againn a bheireadh sinn nas fhaisge air na tha deuchainn ag innse dhuinn a tha fìor, ”Thuirt Theresa Windus, ceimigear coimpiutaireachd ann an Iowa. Thuirt Oilthigh Stàite agus stiùiriche pròiseict leis a’ Phròiseact Coimpiutaireachd Exascale, ri C&EN san t-Sultain.Dh’ fhaodadh samhlaidhean a tha air an ruith air coimpiutairean exascale ceimigearan a chuideachadh gus stòran connaidh ùr-nodha a chruthachadh agus stuthan ùra a dhealbhadh a tha seasmhach don aimsir.
Air feadh na dùthcha, ann am Pàirc Menlo, California, tha Saotharlann Luathaiche Nàiseanta SLAC ga chuir a-steachùrachadh supercool gu Stòr Solais Linac Coherent (LCLS)a dh’ fhaodadh leigeil le ceimigearan coimhead nas doimhne a-steach do shaoghal ultrafast dadaman is dealanan.Tha an goireas air a thogail air luathadair sreathach 3 km, le pàirtean dheth air am fuarachadh le helium leaghan sìos gu 2 K, gus seòrsa de stòr solais fìor-luath, fìor-luath a thoirt gu buil ris an canar laser X-ray saor-dealanach (XFEL).Tha ceimigearan air buillean cumhachdach nan ionnstramaidean a chleachdadh gus filmichean moileciuil a dhèanamh a leig leotha coimhead air grunn phròiseasan, leithid bannan ceimigeach a’ cruthachadh agus einnseanan photoynthetic a’ dol a dh’ obair.“Ann an flash femtosecond, chì thu dadaman nan seasamh, bannan atamach singilte a’ briseadh, ”thuirt Leora Dresselhaus-Marais, neach-saidheans stuthan le co-dhreuchdan aig Oilthigh Stanford agus SLAC, ri C&EN san Iuchar.Leigidh na h-ùrachaidhean gu LCLS le luchd-saidheans cuideachd gleusadh nas fheàrr a dhèanamh air lùths X-ghathan nuair a bhios na comasan ùra rim faighinn tràth an ath-bhliadhna.
Cliù: Saotharlann Luathaiche Nàiseanta SLAC
Tha laser X-ray Laboratory Luathadair Nàiseanta SLAC air a thogail air luathadair sreathach 3 km ann am Pàirc Menlo, California.
Am-bliadhna, chunnaic luchd-saidheans cuideachd cho cumhachdach sa dh’ fhaodadh teileasgop fànais James Webb (JWST) ris an robhar a’ feitheamh o chionn fhada a bhith airson aniom-fhillteachd cheimigeach ar cruinne-cè.Tha NASA agus a com-pàirtichean - Buidheann Fànais na h-Eòrpa, Buidheann Fànais Chanada, agus Institiud Saidheans Teileasgop Fànais - air dusanan de dh’ ìomhaighean fhoillseachadh mar-thà, bho dhealbhan sgoinneil de nebulae stellar gu lorgan-meòir eileamaideach de sheann galaxies.Tha an teileasgop infridhearg $ 10 billean air a sgeadachadh le ionnstramaidean saidheansail air an dealbhadh gus sgrùdadh a dhèanamh air eachdraidh dhomhainn ar cruinne-cè.Deicheadan ann a bhith ga dhèanamh, tha an JWST mar-thà air a dhol thairis air na bha dùil aig na h-innleadairean aige le bhith a’ togail ìomhaigh de reul-chriosaireachd mar a nochd e 4.6 billean bliadhna air ais, le ainmean-sgrìobhte speactroscopach de ocsaidean, neon agus dadaman eile.Thomhais luchd-saidheans cuideachd ainmean-sgrìobhte sgòthan smùid agus ceò air exoplanet, a’ toirt seachad dàta a chuidicheadh astrobiologists a bhith a’ lorg saoghal a dh’ fhaodadh fuireach taobh a-muigh na Talmhainn.
Ùine puist: Feb-07-2023