下面这个动图，仿照了新冠病毒的刺突糖蛋白在真实天下中不断变革的样子。这个蛋白非常主要，是病毒入侵细胞的关键。这一成果，将为抗病毒药物的开拓供应辅导。
（新冠病毒刺突糖蛋白的动态仿照。新冠病毒通过刺突糖蛋白与人体细胞上的ACE2受体蛋白结合，从而进入人体细胞 | Twitter：@Greg Bowman）
你大概会认为，这是科学家们用弘大而昂贵的科学仪器天生的；但实际上，这个结果来自数十万普通人的个人电脑。这个项目叫做 Folding@home（直接翻译过来是“在家进行蛋白折叠”，官网链接可戳文末“阅读原文”），你也可以参与个中。
故事要从20年前提及
20 世纪 60 年代，科学家们开始考试测验用射电望远镜侦听来自太空的无线电旗子暗记，探求外星聪慧生命的痕迹。剖析这些数据须要巨大的运算能力，随着项目规模的扩大，剖析所需的打算资源成了瓶颈。于是在千禧年来临前夕，当互联网正向天下的各个角落扩展的时候，他们产生了一个想法——凑集各家各户的电脑，共同完成打算任务。
SETI创立人法兰克·德雷克（Frank Drake）正在浏览射电望远镜网络到的数据 | Lou Dematteis / Reuters
1999 年 5 月 17 日，SETI@home（Search for ExtraTerrestrial Intelligence at Home，“在家征采外星聪慧”）正式上线。这个项目由加州大学伯克利分校的程序员和天文学家共同运行，是最早的“志愿分布式打算项目”之一。参与这个项目的人，不必把电脑邮寄给大学，只须要下载客户端。配置完毕后，电脑进入屏幕保护状态时，就会自动从做事器下载地外无线旗子暗记记录，并从中寻觅来自外星生命的问候。
现在个人电脑的速率比当时快了超过100倍，即便随时进行这些打算任务，也不会拖慢电脑的运行速率。因而，现在的项目也不像最初 SETI@Home 那样仅局限于屏幕保护时才运行，而是将何时运行的选择权交给了用户。用户可以选择在其他运用不那么生动时才运行这个项目，或者设置成一边做其他事情一边运行。
“志愿分布式打算”可以知足大规模科学打算的需求，它通过互联网，将个人打算机的运算能力凑集起来。弘大的打算任务在做事器端被分割成许多小份的数据包，通过互联网分发给个人电脑；个人电脑分别打算完毕，再回传给做事器进行整合。你可以将“分布式打算”理解成一台分外的超级打算机——传统的超级打算机是在一个巨大的机房中，将大量处理器通过线缆连接起来，共同完成打算任务；而志愿分布式打算则是通过互联网，将天下各地的处理器连接起来进行打算。
（SETI@home项目已于今年3月31日无限期休止，不过官方仍旧鼓励大家加入其他的分布式打算项目，例如COVID-19的研究 | setiathome.berkeley.edu）
在 SETI@home 开始后的二十年中，这一思路在各个领域得到运用。如今，在伯克利大学网络打算开放平台（BOINC）上，可以找到用于剖析大型强子对撞机数据的 LHC@home、搜索脉冲星引力波的 Einstein@home、探求大质数的 PrimeGrid 等各个学科的项目。而独立平台也有许多，例如用于检测地震的捕震网（Quake-Catcher Network），以及文章开头提到的专注于蛋白质折叠与动态的 Folding@Home。
当初开拓 SETI@home 的科学家大约没想到，20 年后，这项技能将被用于对抗一场环球瘟疫。在你阅读这篇文章的时候，Folding@home 正在将大量新冠病毒的剖析任务，拆解分配给天下各地的打算机，为抗击疫情供应帮助。
解析蛋白的动态形象
SETI@home 上线一年半后，当上百万志愿者的电脑正在聆听星空的声音、探求地外生命时，Folding@home 发布了。科学家们希望借助分布式打算的力量，仿照蛋白质折叠，进而理解它们在疾病中的浸染，为探求新的药物供应信息。过去的二十年中，这个项目为解析乳腺癌干系的非常激酶、探求埃博拉病毒的潜在药物靶点、预测阿尔茨海默症中非常蛋白构造等一系列事情供应了帮助。
在项目运行的第 7100 天、多难多难的 2020 年的 2 月即将结束的时候，作为团队的领导，生物物理学家格雷格·鲍曼（Greg Bowman）在项目官网宣告，他们已经开始将 Folding@home 投入新冠病毒蛋白干系的事情，随后还提高了新冠病毒蛋白干系打算任务的优先级。
Folding@home团队 | foldingathome.org
蛋白质的基本单位是氨基酸，但氨基酸排列发展链之后，还须要通过折叠形成三维构造，才会发挥浸染。折叠的过程、终极的构造以及折叠后蛋白的动态，都影响着蛋白质的功能，进而影响生命活动。
科学家们有许多方法解析蛋白质的静态构造，例如冷冻电镜技能已经展示了新冠病毒的刺突糖蛋白构造。然而，这些方法只能显示蛋白质在特定瞬间的形象。鲍曼比喻道：“实验方法捕捉的蛋白构培养像橄榄球员们蓄势待发时的照片，能让我们看到阵型安排，但是没法看到整场比赛。”
蛋白质的静态构培养像球赛照片，能看到阵型安排，却看不到正常比赛 | foldingathome.org
不过，以这些静态形象为出发点、展开打算机仿照，则可以预测蛋白质中每个原子的运动，展示出可以改变形态的区域，让科学家们看到整场比赛，进而针对性地制订攻防策略。以埃博拉病毒为例，过去人们认为个中的 VP35 蛋白没有可供药物浸染的位点，但不久前打算机仿照创造，动态变革中产生的新构造是可以接管药物浸染的[1]，这为探求疗法提示了新方向。
类似地，开拓对抗新冠病毒的药物时，或许也能这样的研究里找到思路。唯一的问题是，这样的仿照须要巨大而昂贵的打算资源，生物学家办公室里的打算机，可能要不眠不休地事情上百年乃至上万年，才能仿照一个蛋白的动态。
环球加入，你也可以
好在环球有数十亿台个人电脑，热心地加入分布式打算网络的普通人，让仿照蛋白质动态所需的韶光变得可以接管。
韶光进入 3 月，Folding@home 项目组在社交媒体上发出号召后，许多人加入了这个分布式打算网络。参与的用户数量从 2 月份的约 3 万人，增加至如今超过百万。“大概大家把稳到安装时的卡顿了，”鲍曼在社交网络上说，“有太多人不才载客户端了，做事器有点跟不上。我们正在努力让新做事器上线。”
许多PC硬件、电子游戏干系的厂商和媒体也呼吁用户加入个中 | Twitter：@PC MASTER RACE
虽然每台个人设备的运算能力微不足道，但是巨大的数量相加，使得可以利用的空闲算力超过了所有人的预期。目前天下上性能最强的超级打算机是 IBM 公司“顶点”（Summit），每秒可以打算 20 亿亿次（每秒 2x10^17 次）。3 月 21 日，鲍曼在社交媒体上宣告，Folding@home 的总打算速率达到了“顶点”超级打算机的两倍。仅仅5天后，他们惊异地宣告，打算速率已经超过了每秒 100 亿亿次（每秒10^18次），比起最尖真个一批超级打算机，它的运算速率高了一个数量级。这些运算能力被源源不断地投入到新冠病毒蛋白的干系研究中，尖刺蛋白-ACE2 蛋白结合体、新冠病毒蛋白酶、抗体蛋白等仿照项目，正在不断地拆分发送给天下各地的参与者。
打算资源永久不嫌多。除了勤洗手、戴口罩、只管即便待在家里之外，只要有一台能上网的电脑，任何人都可以为抗击疫情做出进一步的贡献。前往 Folding@home 项目的官网，下载客户端，安装，启动程序——此时，你的电脑便准备好吸收任务，为殊效药的研发供应根本信息了。
Folding@home的运行界面。可以在官网上查询到，此时运行的任务（PRCG：13851）是一个与SARS-CoV和SARS-CoV-
除此之外，在伯克利大学网络打算开放平台（BOINC）上，生物医学项目 Rosetta@home也在将重心调度到新冠病毒干系打算上，你乃至可以在智好手机上运行它。
新冠疫情可能是 1918 年大流感以来最严重的瘟疫。这次，人类的手中握着与病魔抗争的崭新武器，它曾被用来瞩目无尽的星空，如今它将帮助我们，拯救仰望同一片星空的生命。
更主要的是，即便是完备不懂医学和生物学的普通人，也可以为摆荡这把利刃贡献一点点力量。而我们毕竟是数十亿人，相信这力量足以披荆斩棘。
参考文献
[1] Cruz MA, Frederick TE, Singh S, Vithani N, Zimmerman MI, Porter JR, Moeder KE, Amarasinghe GK, Bowman GR. 2020. Discovery of a cryptic allosteric site in Ebola’s ‘undruggable’ VP35 protein using simulations and experiments. bioRxiv:2020.02.09.940510.
[2] https://setiathome.berkeley.edu/
[3]https://www.theatlantic.com/science/archive/2017/05/aliens-on-your-packard-bell/527445/
[4] https://foldingathome.org/2020/02/27/foldinghome-takes-up-the-fight-against-covid-19-2019-ncov/
[5] https://foldingathome.org/2020/03/15/coronavirus-what-were-doing-and-how-you-can-help-in-simple-terms/
[6] https://www.dezeen.com/2020/03/25/coronavirus-cure-folding-at-home-software/
[7] https://medicine.wustl.edu/news/crowdsourced-supercomputing-project-sets-sights-on-coronavirus/
[8] http://boinc.bakerlab.org/rosetta/rah/rah_about.php
作者：核桃苗
编辑：麦麦
一个AI
既然打开电脑，就顺便把论文写了吧。
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