Modélisation par le projet Folding@home de la structure moléculaire de la pointe du virus responsable de la maladie COVID-19. Sur cette vidéo, dont la photo a été extraite, on voit comment les trois protéines qui constituent la pointe du virus s'écartent les unes des autres, révélant ainsi le site de liaison. C’est en s'attachant à une protéine particulière présente à la surface des cellules humaines que le virus infecte celles-ci.
Le CERN met ses ressources informatiques à la disposition d'un projet de partage de puissance de calcul qui servira à améliorer la connaissance du virus à l'origine de la pandémie de COIVD-19. Le projet est exécuté sur la plateforme Folding@home, plateforme d'informatique distribuée dédiée à la modélisation de la dynamique moléculaire des protéines. Où que vous soyez dans le monde, vous pouvez installer le logiciel sur votre ordinateur et mettre à disposition votre puissance de calcul inutilisée pour contribuer à la réalisation de modélisations complexes de la manière dont les protéines se replient dans le contexte de diverses maladies. Cette plateforme de partage de puissance de calcul fonctionne selon le même principe que celle du CERN, LHC@home.
Comme les autres virus, le virus responsable de la maladie COVID-19 possède des protéines qui lui permettent d’affaiblir le système immunitaire de sa cellule hôte, en plus des protéines qu'il utilise pour son auto-réplication. Le projet Folding@home soutient des travaux visant à mieux comprendre ces protéines, une étape importante pour pouvoir concevoir un traitement susceptible d'inhiber leur fonctionnement, et de mettre le virus en échec.
De nombreuses méthodes permettent de déterminer la structure d'une protéine en laboratoire. Toutefois, elles permettent uniquement de révéler la forme d'une protéine à un moment. Les modélisations informatiques sont donc importantes lorsqu’il s’agit de déterminer de quelle manière la structure tridimensionnelle d'une protéine évolue dans le temps. Dans le cas des protéines virales, les modélisations peuvent révéler de nouveaux sites de liaison sur lesquels un médicament pourrait agir pour attaquer la protéine et bloquer son fonctionnement.
Ces dernières semaines, le nombre de personnes contribuant dans le monde à Folding@home a augmenté rapidement. La puissance de calcul collective du système a désormais atteint près de 2,5 exaFLOPS, soit une puissance supérieure à celle que l'on obtiendrait si on réunissait les 500 supercalculateurs les plus puissants au monde.
Le CERN met à disposition environ 10 000 cœurs de processeurs de son principal centre de calcul. Cela ne représente toutefois qu'un tiers environ des « opérations de calcul » que l'équipe du CERN a réalisées pour Folding@home. Le reste correspond à des contributions faites directement par les sites de calcul pour le LHC. Ensemble, à la date du 21 avril, le CERN et les sites de calcul pour le LHC venaient au 87e rang des contributeurs.
« Les machines du Centre de calcul du CERN qui ont été mises à disposition devaient initialement être mises hors service, explique Jan van Eldik, chef de la section Approvisionnement en ressources (Resource Provisioning Services -RPS) du groupe Calcul et suivi (Compute and Monitoring - CM) au sein du département IT du CERN. Nous avons rapidement mis au point une procédure pour que des machines virtuelles exécutent Folding@home sur le nuage OpenStack du CERN avec ces machines. »
« Avec les expériences LHC, nous avons échangé des « recettes » similaires — pour optimiser la contribution des nœuds disponibles à Folding@home — avec des sites de calcul à travers toute la Grille de calcul mondiale pour le LHC (WLCG) » ajoute Simone Campana, chef du projet WLCG. Cela devrait faciliter les contributions des sites de calcul de la WLCG, dans le respect des accords en vigueur avec leurs organismes de financement.
« Open Science Grid, aux États-Unis, contribue également de manière importante au projet Folding@home » relève Ian Bird, chef du projet WLCG de 2008 à janvier 2020. Le CERN a également proposé ses services pour le support de l'infrastructure serveur de Folding@home, si besoin ».
Un certain nombre d'instituts de recherche contribuent au fonctionnement et à l'amélioration de Folding@home, projet dirigé par Greg Bowman, professeur associé à la Faculté de médecine de l'Université Washington à Saint-Louis (États-Unis). Bien sûr, Folding@home n'est qu'un projet parmi de nombreux autres projets d'informatique distribuée qui contribuent à lutter contre la pandémie de COVID-19. Rosetta@home est un autre projet de partage de ressources informatiques qui permet à tout un chacun, depuis chez soi, de participer à la lutte. Des travaux importants sont également menés en Europe, par exemple dans des centres de calcul de l'Institut national de physique nucléaire (INFN - Italie), et utilisent le service HADDOCK sur la plateforme WeNMR, soutenue par l'e-infrastructure EGI.