朱塞佩·巴卡團隊首次實現了生物系統的量子模擬。圖片來源：墨爾本大學官網
科技日報記者?張夢然
據澳大利亞墨爾本大學官網報道，該校理論家和高性能計算專家朱塞佩·巴卡副教授領導的團隊，首次實現了生物系統的量子模擬，其規模足以準確模擬藥物性能。團隊利用美國“前沿”超級計算機的計算能力，開發出新軟件，能準確預測由多達數十萬個原子組成的分子系統的化學反應和物理性質，對分子行為提供高度精確的預測，并為計算化學樹立了新的標桿。
該項目匯集了化學、藥物研發、量子力學和超級計算方面的專業知識，由美國橡樹嶺國家實驗室、AMD和科技初創公司QDX共同合作完成。
這項突破性研究歷時4年多，首次實現了以量子級精度研究生物分子級系統。這種模擬能力使科學家能以前所未有的細節觀察和理解這些系統，對于改進傳統藥物的評估和設計與目標生物系統更有效相互作用的新療法至關重要。
這一突破使科學家能以堪比物理實驗的精度模擬藥物行為。科學家現在不僅可觀察藥物的運動，還可觀察其在生物系統中隨時間變化的量子力學特性，例如鍵的斷裂和形成。這對于評估藥物可行性和設計新療法至關重要。
目前，超過80%的致病蛋白沒有已知藥物可以治療。先進的量子力學和高性能計算拓寬了藥物發現的計算工具集，在生物相關規模上提供了前所未有的速度和準確性。重要的是，它們還提供了傳統計算化學以前無法實現的見解和能力，從而開辟了調節治療目標的新方法，并擴大了可有效治療的目標疾病數量。
新研究將突破性的科學進步轉化為功能強大且用戶友好的平臺，加速和增強了藥物發現過程，為創新治療打開大門。
總編輯圈點
以量子級精度模擬生物分子級系統，準確預測分子系統的化學反應和物理性質，這一突破，對新藥研發有重要意義。通常來說，新藥從發現到通過審批投入市場，需要十幾年甚至幾十年時間。人們一直在尋找更為高效的藥物研發工具，降低新藥研發風險，提高藥物研發效率。此次，這項打通從基礎研究到市場應用鏈條的研究，為創新治療打開了大門。它可為我們提供更多富有想象力的治療方案，也許攻克難治疾病的鑰匙，就在這些量子模擬中。
