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Articulo de referencia

Red de la Comunidad Mundial

{{cite press release |url=http://www-03.ibm.com/industries/healthcare/us/detail/news/Y344005K66783Y35.html |title=IBM Introduces 'World Community Grid' |publisher=[[IBM]] |date=...

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World Community Grid ( WCG ) es un esfuerzo para crear la plataforma de computación voluntaria más grande del mundo para realizar investigación científica que beneficie a la humanidad. [ 3 ] Lanzada el 16 de noviembre de 2004, con el cliente propietario Grid MP de United Devices y agregando soporte para Berkeley Open Infrastructure for Network Computing (BOINC) en 2005, World Community Grid finalmente descontinuó el cliente Grid MP y se consolidó en la plataforma BOINC en 2008. [ 4 ] En septiembre de 2021, se anunció que IBM transfirió la propiedad al Krembil Research Institute de University Health Network en Toronto , Ontario . [ 5 ]

World Community Grid utiliza la potencia de procesamiento no utilizada de dispositivos de consumo (PC, portátiles, teléfonos inteligentes Android, etc.) para analizar datos generados por los grupos de investigación que participan en la red. Los proyectos de WCG han analizado datos relacionados con el genoma humano , el microbioma humano , el VIH , el dengue , la distrofia muscular , el cáncer , la gripe , el ébola , el virus Zika , la detección virtual , el rendimiento de los cultivos de arroz , la energía limpia , la purificación del agua y la COVID-19 , entre otras áreas de investigación. [ 6 ]

Actualmente hay cuatro proyectos activos y 28 proyectos completados. [ 7 ] Varios de estos proyectos han publicado artículos revisados ​​por pares basados ​​en el análisis de los datos generados por WCG. Estos incluyen un artículo del proyecto OpenZika sobre el descubrimiento de un compuesto (FAM 3) que inhibe la proteína helicasa NS3 del virus Zika, reduciendo así la replicación viral hasta en un 86%; [ 8 ] [ 9 ] un artículo de FightAIDS@home sobre el descubrimiento de nuevas vulnerabilidades en la proteína de la cápside del VIH-1 que podrían permitir una nueva diana farmacológica; [ 10 ] [ 11 ] y un artículo de FightAIDS@home sobre nuevas técnicas computacionales de descubrimiento de fármacos para obtener resultados más refinados y precisos. [ 12 ] [ 13 ]

Historia

En 2003, IBM y otros participantes en la investigación patrocinaron el Proyecto de Red de Investigación de la Viruela para acelerar el descubrimiento de una cura para la viruela . [ 14 ] El estudio de la viruela utilizó una red de computación distribuida masiva para analizar la efectividad de los compuestos contra la viruela. [ 15 ] El proyecto permitió a los científicos examinar 35 millones de moléculas de fármacos potenciales contra varias proteínas de la viruela para identificar buenos candidatos para el desarrollo de tratamientos contra la viruela. En las primeras 72 horas, se obtuvieron 100 000 resultados. Al final del proyecto, se habían identificado 44 candidatos de tratamiento prometedores. [ 16 ] Basándose en el éxito del estudio de la viruela, IBM anunció la creación de World Community Grid el 16 de noviembre de 2004, con el objetivo de crear un entorno técnico donde se pudiera procesar otra investigación humanitaria. [ 1 ] [ 15 ]

World Community Grid inicialmente solo admitía Windows, utilizando el software propietario Grid MP de United Devices que impulsaba los proyectos de computación distribuida grid.org . La demanda de compatibilidad con Linux llevó a la incorporación, en noviembre de 2005, del software de código abierto Berkeley Open Infrastructure for Network Computing (BOINC), que impulsa proyectos como SETI@home y Climateprediction . [ 17 ] La compatibilidad con Mac OS y Linux se añadió después de la introducción de BOINC. [ 18 ] En 2007, World Community Grid migró de Grid MP a BOINC para todas sus plataformas compatibles. [ 19 ]

En septiembre de 2021, IBM anunció que había transferido la propiedad de World Community Grid al Instituto de Investigación Krembil . [ 20 ]

Escala del proyecto

Al 8 de enero de 2023 , World Community Grid tenía más de 23 000 cuentas de usuario activas, con más de 57 000 dispositivos activos. [ 2 ] A lo largo del proyecto, se han donado más de 2 000 000 de años acumulados de tiempo de computación y se han completado más de 6 000 000 000 unidades de trabajo. [ 21 ]

Operación

El software cliente de World Community Grid funciona en segundo plano y se muestra como un pequeño icono en la bandeja del sistema del ordenador . Cuando se utiliza el cliente BOINC , como en este ejemplo, el icono es amarillo y azul.
La ventana de estado del software cliente muestra información sobre el trabajo que se está realizando en segundo plano. Este equipo en particular ha completado el 95,6 % de su unidad de trabajo actual. Cuando alcance el 100 %, comenzará una nueva unidad de trabajo y los resultados de la anterior se transmitirán a WCG.

El software World Community Grid utiliza el tiempo de computación no utilizado de los dispositivos conectados a Internet para realizar cálculos de investigación. [ 22 ] Los usuarios instalan el software cliente de WCG en sus dispositivos. Este software funciona en segundo plano, utilizando recursos del sistema disponibles para procesar el trabajo para WCG. [ 22 ] [ 23 ] Cuando se completa una parte del trabajo o unidad de trabajo , el software cliente la envía de vuelta a WCG a través de Internet y descarga una nueva unidad de trabajo. [ 3 ] [ 24 ] Para garantizar la precisión, los servidores de WCG envían múltiples copias de cada unidad de trabajo. [ 25 ] Luego, cuando se reciben los resultados, se recopilan y se validan entre sí. [ 26 ]

World Community Grid ofrece múltiples proyectos humanitarios bajo una misma plataforma. Los usuarios están incluidos en un subconjunto de proyectos por defecto, pero pueden optar por no participar en ellos cuando lo deseen. [ 27 ]

Aunque WCG utiliza software cliente de código abierto, las aplicaciones que realizan los cálculos científicos pueden no serlo. Sin embargo, varias de las aplicaciones científicas están disponibles bajo una licencia gratuita, aunque el código fuente no está disponible directamente desde WCG. [ 28 ]

Problemas potenciales

La imagen muestra el historial de uso de dos CPU específicas (con Hyper-threading ) cuando el software cliente BOINC procesa dos tareas en cada CPU en Microsoft Windows XP SP2. El historial de uso de la CPU muestra una oscilación de casi 0% a 100% con un intervalo de pico a pico de 3 segundos , cuando la velocidad de visualización y actualización está configurada en alta, en la primera mitad del período de grabación. El resto del período del historial está configurado con la velocidad de actualización normal, y el historial de uso de la CPU superior indica un poco más del 60% y el historial de uso de la CPU inferior muestra aproximadamente un 35% en promedio.

El software World Community Grid aumenta el uso de la CPU al consumir tiempo de procesamiento no utilizado; a finales de la década de 1990 y principios de la de 2000, estos cálculos tenían como objetivo reducir los ciclos de CPU "desperdiciados". [ 29 ] Con las CPU modernas, donde prevalece el escalado dinámico de frecuencia , un mayor uso hace que el procesador funcione a una frecuencia más alta, [ 30 ] aumentando el consumo de energía y el calentamiento en contra de la gestión de energía . Además, debido a un enfoque cada vez mayor en el rendimiento de la energía, [ 31 ] o rendimiento por vatio , conectar computadoras antiguas/ineficientes a la red aumentará la energía total/promedio requerida para completar los mismos cálculos.

El cliente BOINC evita ralentizar el ordenador mediante diversos límites que suspenden el cálculo cuando no hay suficientes recursos libres. A diferencia de otros proyectos BOINC, World Community Grid configuró los valores predeterminados de BOINC de forma conservadora, lo que reduce al mínimo las posibilidades de dañar el ordenador. La limitación de la CPU por defecto es del 60 %. Esta limitación es de grano grueso; por ejemplo, si el uso se establece en el 60 %, funcionará al 100 % durante 3 segundos y luego al 0 % durante 2 segundos, lo que resulta en una disminución promedio del uso del procesador. [ 32 ]

TThrottle , un programa complementario para ordenadores Windows, soluciona el problema del sobrecalentamiento limitando directamente el uso que el proyecto BOINC hace del ordenador anfitrión. Para ello, mide la temperatura de la CPU y/o la GPU y ajusta el tiempo de ejecución en consecuencia. Además, utiliza un tiempo de conmutación más corto, inferior a un segundo, lo que reduce la variación de temperatura durante la conmutación.

Estadísticas y competencia

Las contribuciones de cada usuario se registran y las estadísticas de contribución de los usuarios están disponibles públicamente. [ 21 ] Debido a que el tiempo de procesamiento de cada unidad de trabajo varía de una computadora a otra, dependiendo de la dificultad de la unidad de trabajo, la velocidad de la computadora y la cantidad de recursos inactivos disponibles, las contribuciones generalmente se miden en términos de puntos . Se otorgan puntos por cada unidad de trabajo según el esfuerzo requerido para procesarla. [ 33 ]

Al completar una unidad de trabajo, el cliente BOINC solicitará la cantidad de puntos que cree merecer según los parámetros de referencia del software ( véase Sistema de Créditos BOINC#Cobblestones ). Dado que varios ordenadores procesan la misma unidad de trabajo para garantizar la precisión, los servidores de la Red Comunitaria Mundial (WCG) pueden consultar los puntos reclamados por cada uno de ellos. Los servidores de la WCG descartan los valores atípicos, promedian los valores restantes y asignan la cantidad de puntos resultante a cada ordenador. [ 34 ] [ 35 ]

Dentro de la red, los usuarios pueden unirse a equipos creados por organizaciones, grupos o individuos. Los equipos fomentan un mayor sentido de comunidad y también pueden inspirar competencia. A medida que los equipos compiten entre sí, se trabaja más en la red en general. [ 36 ]

Superar a

World Community Grid reconoce como socios a las empresas y organizaciones que promueven WCG dentro de su empresa u organización. En abril de 2021, WCG contaba con 452 socios. [ 37 ]

Además, como parte de su compromiso con la mejora de la salud y el bienestar humanos, los resultados de todos los cálculos realizados en World Community Grid se publican en el dominio público y se ponen a disposición de la comunidad científica. [ 3 ]

Resultados científicos

Desde su lanzamiento, más de treinta proyectos se han ejecutado en la Red Comunitaria Mundial. Algunos de los resultados incluyen:

  • En febrero de 2014, los científicos del proyecto Help Fight Childhood Cancer anunciaron el descubrimiento de siete compuestos que destruyen las células del neuroblastoma sin efectos secundarios aparentes. [ 38 ] Este descubrimiento, realizado con el apoyo de los voluntarios de WCG, representa un paso positivo hacia un nuevo tratamiento. El proyecto ha anunciado que busca colaborar con una compañía farmacéutica para desarrollar los compuestos y convertirlos en tratamientos. Dado el éxito del proyecto, los científicos han declarado que ya están planificando un proyecto de seguimiento centrado en otros cánceres pediátricos , posiblemente en colaboración con un grupo oncológico panasiático de reciente creación, del cual son miembros fundadores. [ 39 ]
  • Hasta julio de 2012, el Proyecto de Plegamiento del Proteoma Humano ha publicado varios artículos utilizando datos de WCG. [ 40 ] Estos incluyen un artículo sobre métodos de validación y una nueva base de datos de predicciones de estructura y función de proteínas; [ 41 ] un artículo sobre la identificación de proteínas que regulan procesos humanos; [ 42 ] un artículo sobre el análisis de los genomas de cinco familias de plantas y sus proteomas, para el cual se utilizó WCG en la creación de más de 29 000 estructuras de proteínas; [ 43 ] un artículo sobre el proteoma de Saccharomyces cerevisiae . [ 44 ]
  • El proyecto GO Fight Against Malaria informó del descubrimiento de varias moléculas que son efectivas contra la malaria y la tuberculosis resistente a los medicamentos (incluida la TB-TDR, para la cual no hay tratamiento disponible). El proyecto también probó nuevas moléculas contra el SARM , la filariasis y la peste bubónica . Las pruebas de laboratorio continúan para convertir esas moléculas en posibles tratamientos. GFAM también fue el primer proyecto en realizar mil millones de cálculos de acoplamiento diferentes. [ 45 ] Se publicó un artículo en enero de 2015, [ 46 ] [ 47 ] con dos más pendientes de envío. En junio de 2015, el proyecto informó que de los dos "éxitos" descubiertos contra una cepa de tuberculosis resistente a los medicamentos, se han sintetizado varios "análogos", el mejor de los cuales inhibe el crecimiento de Mycobacterium tuberculosis y es relativamente no tóxico para las células de mamíferos. [ 46 ] La falta de financiación impidió una mayor investigación de los datos.
  • Los científicos del proyecto Discovering Dengue Drugs - Together informaron del descubrimiento de varios nuevos inhibidores de la proteasa del dengue, la mayoría de los cuales también inhiben la proteasa del virus del Nilo Occidental . Algunos de estos ya han entrado en "estudios farmacocinéticos y de eficacia preclínicos cruciales". En noviembre de 2014, una actualización informó que los científicos tenían un fármaco prometedor que desactiva una enzima clave que permite la replicación del virus del dengue. También ha mostrado el mismo comportamiento en otros flavivirus, como el virus del Nilo Occidental. No se han observado efectos secundarios negativos como toxicidad, carcinogenicidad o mutagenicidad, lo que convierte a este fármaco prometedor en un candidato antiviral muy fuerte para estos virus. Los científicos ahora están trabajando para sintetizar variantes de la molécula para mejorar su actividad e iniciar los ensayos preclínicos y clínicos planificados. [ 48 ] Sin embargo, en una actualización de octubre de 2018, el equipo de investigación informó que ninguno de sus diseños actuales había producido un inhibidor de la proteasa del dengue altamente potente que pudiera probarse in vivo . [ 49 ]
  • En junio de 2013, el Clean Energy Project publicó una base de datos de más de 2,3 millones de moléculas orgánicas cuyas propiedades han sido caracterizadas. De estas, 35 000 moléculas han demostrado el potencial de duplicar la eficiencia de las células solares orgánicas que se producen actualmente. Antes de esta iniciativa, los científicos conocían solo un puñado de materiales a base de carbono capaces de convertir la luz solar en electricidad de manera eficiente. [ 50 ] [ 51 ]
  • En febrero de 2010, los científicos del proyecto FightAIDS@Home anunciaron el descubrimiento de dos compuestos que podrían dar lugar a una nueva clase de fármacos contra el SIDA. Estos compuestos se unen al virus en sitios de unión recientemente descubiertos, lo que permite utilizarlos para "mejorar las terapias existentes, tratar cepas de la enfermedad resistentes a los fármacos y frenar la evolución de la resistencia a los medicamentos en el virus". [ 52 ] [ 53 ]
  • En julio de 2015, el proyecto de Búsqueda de Fármacos para la Leishmaniasis anunció que había probado los 10 compuestos con mayor eficacia prevista de entre más de 100 identificados a través de las unidades de trabajo de WCG. De esos 10, 4 mostraron "resultados positivos" en las pruebas in vitro , y uno mostró "un resultado excepcionalmente prometedor". [ 54 ] En agosto de 2017, las pruebas in vivo de los 4 compuestos en hámsteres mostraron resultados favorables, y un compuesto indujo "una curación casi completa de las lesiones en dos de cada cinco hámsteres". [ 55 ] Sin embargo, en una actualización de marzo de 2018, el equipo de investigación anunció que ninguno de los 10 compuestos probados tenía suficiente actividad antileishmaniasis. [ 56 ]
  • En julio de 2015, el proyecto Computing for Clean Water anunció la publicación de un artículo en la revista Nature Nanotechnology que describía un nuevo tipo de filtro de agua que utiliza nanotubos de manera eficiente. "[Los] nanotubos están hechos de láminas de átomos de carbono de un solo átomo de espesor, llamadas grafeno , enrolladas en tubos diminutos, con diámetros de tan solo unos pocos nanómetros, una diezmilésima parte del diámetro de un cabello humano. El tamaño de los tubos permite el paso de las moléculas de agua, pero bloquea los patógenos y contaminantes más grandes, purificando así el agua". Al realizar simulaciones en WCG, los científicos descubrieron que ciertos tipos de vibraciones naturales llamadas fonones , bajo condiciones específicas, pueden generar un aumento de más del 300 % en el flujo de agua a través de los nanotubos, en comparación con las predicciones teóricas anteriores. [ 57 ]
  • En abril de 2015, los científicos del proyecto Say No To Schistosoma informaron que se habían realizado análisis posteriores y se habían identificado las tres sustancias candidatas más prometedoras para pruebas in vitro . [ 58 ]
  • En marzo de 2019, investigadores de FightAIDS@Home publicaron un artículo que describía una "Nueva interacción entre subunidades crucial para el ensamblaje del núcleo del VIH-1" que "define un bolsillo de unión de inhibidores potencialmente susceptible de ser atacado". Utilizando World Community Grid, se emplearon más de 1,6 millones de compuestos para atacar 20 conformaciones de este bolsillo. Los resultados preliminares sugieren que se trata de un sitio de unión plausible para compuestos antivirales. Un análisis más profundo de estos compuestos es objeto de un estudio independiente. [ 59 ]

subproyectos activos

OpenPandemics - COVID-19

El 1 de abril de 2020, IBM anunció OpenPandemics - COVID-19 . El proyecto tiene como objetivo identificar posibles tratamientos para el coronavirus del síndrome respiratorio agudo severo 2 (SARS-CoV-2), responsable de la pandemia de COVID-19 . WCG se asociará con Scripps Research , con quien ya ha colaborado anteriormente, especialmente en proyectos de FightAIDS@Home . El proyecto se ejecuta en CPU y GPU y también servirá para crear una herramienta de código abierto de respuesta rápida que ayudará a todos los científicos a buscar rápidamente tratamientos para futuras pandemias. [ 6 ] [ 60 ] [ 61 ] [ 62 ]

El proyecto se lanzó el 14 de mayo de 2020. [ 63 ]

Mapeo de marcadores de cáncer

Mapeo de marcadores de cáncer (lanzado el 8 de noviembre de 2013). El proyecto tiene como objetivo identificar los marcadores asociados con diversos tipos de cáncer y está analizando millones de puntos de datos recopilados de miles de muestras de tejido de pacientes sanos y cancerosos. Estos incluyen tejidos con cáncer de pulmón, ovario, próstata, páncreas y mama. Al comparar estos diferentes puntos de datos, los investigadores buscan identificar patrones de marcadores para diferentes cánceres y correlacionarlos con diferentes resultados, incluida la respuesta a diversas opciones de tratamiento. El proyecto se centra en 4 tipos de cáncer, comenzando con el cáncer de pulmón, y posteriormente se extenderá al cáncer de ovario, el cáncer de próstata y el sarcoma. [ 64 ] [ 65 ]

Proyecto de precipitaciones en África

El Proyecto de Precipitaciones en África (lanzado en octubre de 2019) utilizará la capacidad de procesamiento de World Community Grid, datos de The Weather Company y otros datos para mejorar la modelización de las precipitaciones, lo que puede ayudar a los agricultores del África subsahariana a cultivar sus cosechas con éxito. [ 66 ] La cantidad de RAM que puede utilizarse en los cálculos es de 1 a 16 gigabytes. [ 67 ]

Subproyectos completados

Plegamiento del proteoma humano – Fase 1

El primer proyecto lanzado en World Community Grid fue el Proyecto de Plegamiento del Proteoma Humano, o HPF1, cuyo objetivo es predecir la estructura de las proteínas humanas . El proyecto se lanzó el 16 de noviembre de 2004 [ 68 ] y se completó el 18 de julio de 2006 [ 68 ]. Este proyecto fue único porque el cálculo se realizó en conjunto con el proyecto de computación distribuida grid.org [ 69 ] . Diseñado por Richard Bonneau en el Instituto de Biología de Sistemas , el proyecto utilizó computación en malla para producir las estructuras probables para cada una de las proteínas utilizando una puntuación Rosetta. A partir de estas predicciones, los investigadores esperan predecir la función de la miríada de proteínas. Esta mayor comprensión de las proteínas humanas podría resultar vital en la búsqueda de curas para las enfermedades humanas [ 70 ] . El cálculo para este proyecto se completó oficialmente el 18 de julio de 2006 [ 71 ]. Se han publicado los resultados de la investigación para la parte de levadura de HPF1 [ 72 ] .

Plegamiento del proteoma humano – Fase 2

El proyecto Human Proteome Folding - Phase 2 (HPF2) (lanzado el 23 de junio de 2006 [ 73 ] ) fue el tercer proyecto ejecutado en World Community Grid y se completó en 2013. Este proyecto, sucesor de HPF1, se centró en las proteínas secretadas por el ser humano , con especial atención a los biomarcadores y las proteínas de la superficie celular, así como a Plasmodium , el organismo causante de la malaria. HPF2 genera modelos de proteínas de mayor resolución que HPF1. Si bien estos modelos de mayor resolución son más útiles, también requieren mayor capacidad de procesamiento para su generación. [ 74 ]

En un informe de estado de julio de 2012, los científicos del proyecto informaron que los resultados generados por los cálculos WCG están siendo utilizados por el Dr. Markus Landthaler del Centro Max Delbruch de Medicina Molecular (MDC) en Berlín. Los resultados de HPF2 ayudaron al Dr. Markus Landthaler y sus colaboradores a redactar un nuevo artículo sobre "El proteoma unido al ARNm y su perfil de ocupación global en los transcritos codificantes de proteínas" [ 75 ].

Ayuda a vencer el cáncer

El proyecto Help Defeat Cancer busca mejorar la capacidad de los profesionales médicos para determinar las mejores opciones de tratamiento para pacientes con cáncer de mama, cabeza o cuello. El proyecto se lanzó el 20 de julio de 2006 [ 68 ] y se completó en abril de 2007 [ 68 ]. El proyecto funcionó identificando patrones visuales en un gran número de microarreglos de tejido tomados de muestras de tejido archivadas. Al correlacionar los datos de los patrones con información sobre el tratamiento y el resultado del paciente, los resultados de este proyecto podrían ayudar a proporcionar mejores opciones de tratamiento dirigidas [ 76 ] .

Comparación de genomas

El proyecto de Comparación de Genomas está patrocinado por la institución de investigación brasileña Fiocruz . [ 73 ] El proyecto se inició el 21 de noviembre de 2006, [ 68 ] y se completó el 21 de julio de 2007. [ 68 ] El proyecto busca comparar secuencias genéticas de diferentes organismos entre sí para encontrar similitudes entre ellas. Los científicos esperan descubrir qué propósito cumple una secuencia genética particular en una función específica de un organismo, comparándola con una secuencia genética similar de función conocida en otro organismo. [ 77 ]

Ayuda para curar la distrofia muscular – Fase 1

Help Cure Muscular Dystrophy está dirigido por Décrypthon , una colaboración entre la Asociación Francesa de Distrofia Muscular, el Centro Nacional Francés de Investigación Científica e IBM . La Fase 1 se lanzó el 19 de diciembre de 2006 [ 73 ] y se completó el 11 de junio de 2007 [ 78 ]. El proyecto investigó las interacciones proteína-proteína de 40 000 proteínas cuyas estructuras se conocen, con especial atención a aquellas proteínas que desempeñan un papel en las enfermedades neuromusculares . La base de datos de información producida ayudará a los investigadores a diseñar moléculas para inhibir o potenciar la unión de macromoléculas específicas , con la esperanza de que esto conduzca a mejores tratamientos para la distrofia muscular y otras enfermedades neuromusculares [ 79 ] . Este proyecto solo estaba disponible para los agentes que ejecutaban el cliente Grid MP , por lo que no estaba disponible para los usuarios que ejecutaban BOINC [ 80 ] .

Descubriendo juntos los medicamentos contra el dengue.

El proyecto Descubriendo Fármacos contra el Dengue – Juntos fue patrocinado por científicos de la Universidad de Texas y la Universidad de Chicago y se desarrollará en dos fases. [ 81 ] La Fase 1, lanzada el 21 de agosto de 2007, [ 73 ] utilizó AutoDock 2007 (el mismo software utilizado para FightAIDS@Home ) para probar posibles fármacos antivirales (mediante la inhibición de la proteasa NS3 ) contra virus de la familia flaviviridae y se completó el 11 de agosto de 2009. [ 82 ] [ 83 ] La Fase 2 "[utiliza] un programa computacionalmente más intensivo para examinar a los candidatos que superan la Fase 1". [ 84 ] Los fármacos candidatos que superan la Fase 2 serán sometidos a pruebas de laboratorio. [ 84 ]

Clima africano en casa

La misión de AfricanClimate@Home era desarrollar modelos climáticos más precisos de regiones específicas de África. Su objetivo era servir de base para comprender cómo cambiará el clima en el futuro, de modo que se pudieran implementar medidas para mitigar los efectos adversos del cambio climático. Se utilizó la enorme capacidad de computación de World Community Grid para comprender y reducir la incertidumbre con la que se simulaban los procesos climáticos en África. La Fase 1 de AfricanClimate@Home se lanzó el 3 de septiembre de 2007 [ 85 ] y finalizó en julio de 2008 [ 86 ].

Ayuda a vencer el cáncer

El proyecto Help Conquer Cancer (lanzado el 1 de noviembre de 2007 [ 87 ] ) está patrocinado por el Ontario Cancer Institute (OCI), el Princess Margaret Hospital y la University Health Network de Toronto, Canadá. El proyecto utiliza cristalografía de rayos X. La misión de Help Conquer Cancer es mejorar los resultados de la cristalografía de rayos X de proteínas, lo que ayuda a los investigadores no solo a anotar partes desconocidas del proteoma humano, sino que, lo que es más importante, mejora su comprensión del inicio, la progresión y el tratamiento del cáncer. [ 88 ]

El proyecto HCC fue el primero del WCG en beneficiarse de las unidades de procesamiento gráfico (GPU), lo que permitió finalizarlo mucho antes de lo previsto gracias a la enorme potencia de las GPU. En el informe de estado de abril de 2013 [ 89 ], los científicos informaron que aún quedaba mucho por analizar, pero que estaban preparando un nuevo proyecto para buscar marcadores pronósticos y predictivos (conjuntos de genes, proteínas, microARN, etc.) que ayudaran a predecir la supervivencia del paciente y su respuesta al tratamiento. El proyecto finalizó en mayo de 2013.

Arroz nutritivo para el mundo

El proyecto Arroz Nutritivo para el Mundo es llevado a cabo por el Grupo de Investigación en Biología Computacional de Ram Samudrala. Archivado el 14 de junio de 2008 en la Wayback Machine de la Universidad de Washington . El proyecto se inició el 12 de mayo de 2008 y se completó el 6 de abril de 2010. [ 90 ] El propósito de este proyecto es predecir la estructura de las proteínas de las principales cepas de arroz , para ayudar a los agricultores a cultivar mejores cepas de arroz con mayores rendimientos , promover una mayor resistencia a enfermedades y plagas , y utilizar una gama completa de nutrientes biodisponibles que pueden beneficiar a las personas en todo el mundo, especialmente en regiones donde la desnutrición es una preocupación crítica. El proyecto ha sido cubierto por más de 200 medios de comunicación desde su inicio. [ 91 ] El 13 de abril de 2010, World Community Grid anunció oficialmente que el proyecto Arroz Nutritivo para el Mundo finalizó el 6 de abril de 2010. [ 90 ]

En abril de 2014, se publicó una actualización que indicaba que el equipo de investigación había logrado publicar información estructural sobre miles de proteínas y avanzar en el campo del modelado computacional de proteínas. Se espera que estos resultados, que solo fueron posibles gracias a la enorme cantidad de capacidad de computación donada que tenían a su disposición, guíen futuras investigaciones y esfuerzos en el campo de la ciencia vegetal. [ 92 ]

El Proyecto de Energía Limpia

El proyecto Energía Limpia está patrocinado por científicos del Departamento de Química y Biología Química de la Universidad de Harvard . [ 93 ] La misión del proyecto es encontrar nuevos materiales para la próxima generación de células solares y, posteriormente, para dispositivos de almacenamiento de energía . Los investigadores emplean cálculos de mecánica molecular y estructura electrónica para predecir las propiedades ópticas y de transporte de las moléculas que podrían convertirse en los materiales de la próxima generación de células solares.

La Fase 1 se inició el 5 de diciembre de 2008 y se completó el 13 de octubre de 2009. [ 94 ] Aprovechando la capacidad de cálculo de la Red Comunitaria Mundial, los investigadores pudieron calcular las propiedades electrónicas de decenas de miles de materiales orgánicos —muchos más de los que jamás podrían probarse en un laboratorio— y determinar cuáles son los candidatos más prometedores para el desarrollo de tecnología de energía solar asequible . [ 95 ]

La fase 2 se inició el 28 de junio de 2010, [ 96 ] patrocinada por científicos del Departamento de Química y Biología Química de la Universidad de Harvard . [ 93 ] Se están realizando cálculos adicionales sobre las propiedades ópticas, electrónicas y otras propiedades físicas de los materiales candidatos con el software de química cuántica Q-Chem . [ 97 ] Sus hallazgos se han enviado a la revista Energy & Environmental Science . [ 98 ]

Ayuda a combatir el cáncer infantil.

El proyecto Help Fight Childhood Cancer (lanzado el 13 de marzo de 2009 [ 99 ] ) está patrocinado por científicos del Instituto de Investigación del Centro Oncológico de Chiba y la Universidad de Chiba . [ 100 ] La misión del proyecto Help Fight Childhood Cancer es encontrar fármacos que puedan desactivar tres proteínas específicas asociadas con el neuroblastoma , uno de los tumores sólidos más frecuentes en niños. La identificación de estos fármacos podría hacer que la enfermedad sea mucho más curable cuando se combine con el tratamiento de quimioterapia . [ 101 ]

El proyecto de búsqueda de fármacos antivirales contra la influenza está patrocinado por el Dr. Stan Watowich y su equipo de investigación en la Rama Médica de la Universidad de Texas ( Galveston , Texas , EE. UU.). [ 102 ] El proyecto se inició el 5 de mayo de 2009 y finalizó el 22 de octubre de 2009. [ 103 ] La misión del proyecto de búsqueda de fármacos antivirales contra la influenza es encontrar nuevos fármacos que puedan detener la propagación de la infección por influenza en el organismo. La investigación se centrará específicamente en las cepas de influenza que se han vuelto resistentes a los fármacos, así como en las nuevas cepas que están apareciendo. La identificación de los compuestos químicos que son los mejores candidatos acelerará los esfuerzos para desarrollar tratamientos que serían útiles para controlar los brotes de influenza estacional, futuras epidemias de influenza e incluso pandemias. [ 104 ] La fase 1 del proyecto de búsqueda de fármacos antivirales contra la influenza ya finalizó el 22 de octubre de 2009. Ahora los investigadores están realizando el posprocesamiento de los resultados de la fase 1 y se están preparando para la fase 2. [ 103 ]

En noviembre de 2012, los científicos del proyecto declararon que, dado que no existe un peligro inmediato de un brote de gripe, todos los resultados del proyecto se publicarían en línea y sus recursos se reorientarían al Proyecto Dengue. [ 105 ]

Ayuda para curar la distrofia muscular – Fase 2

World Community Grid y los investigadores apoyados por Decrypthon, una colaboración entre AFM (Asociación Francesa de Distrofia Muscular), CNRS (Centro Nacional Francés de Investigación Científica), la Universidad Pierre y Marie Curie e IBM, investigaron las interacciones proteína-proteína de más de 2200 proteínas cuyas estructuras se conocen, con especial atención a aquellas que desempeñan un papel en las enfermedades neuromusculares . La fase 2 se inició el 12 de mayo de 2009 [ 106 ] y finalizó el 26 de septiembre de 2012. La base de datos resultante ayudará a los investigadores a diseñar moléculas para inhibir o potenciar la unión de macromoléculas específicas , con la esperanza de que esto conduzca a mejores tratamientos para la distrofia muscular y otras enfermedades neuromusculares. [ 107 ]

La fase 2 del proyecto Help Cure Muscular Dystrophy comenzó una vez analizados los resultados de la primera fase. La fase 2 se ejecutó en la plataforma BOINC . [ 4 ] [ 108 ]

Descubriendo juntos los fármacos contra el dengue – Fase 2

El proyecto Descubriendo Fármacos contra el Dengue – Juntos – Fase 2 (lanzado el 17 de febrero de 2010 [ 109 ] ) está patrocinado por la Rama Médica de la Universidad de Texas (UTMB) en Galveston , Texas , Estados Unidos, y la Universidad de Chicago en Illinois , Estados Unidos. La misión es identificar candidatos a fármacos prometedores para combatir el dengue , la hepatitis C , el virus del Nilo Occidental , la fiebre amarilla y otros virus relacionados. La amplia capacidad de computación de World Community Grid se utilizará para completar los cálculos de descubrimiento de fármacos basados ​​en la estructura necesarios para identificar estos candidatos a fármacos. [ 110 ]

Informática para el agua potable

El proyecto Computing for Clean Water (lanzado el 20 de septiembre de 2010 [ 111 ] [ 112 ] ) está patrocinado por el Centro de Nano y Micromecánica de la Universidad de Tsinghua en Beijing . La misión del proyecto es proporcionar una comprensión más profunda a escala molecular de los orígenes del flujo eficiente de agua a través de una nueva clase de materiales filtrantes. Esta comprensión, a su vez, guiará el desarrollo futuro de filtros de agua más eficientes y de bajo costo. Se estima que 1200 millones de personas carecen de acceso a agua potable segura y 2600 millones tienen poco o ningún saneamiento. Como resultado, millones de personas mueren anualmente —se estima que 3900 niños al día— debido a la falta de agua potable. [ 113 ] El 25 de abril de 2014, los científicos del proyecto publicaron una actualización en la que afirmaban que tenían resultados prometedores que reportar cuando se presentara el artículo y que el proyecto sobre WCG había finalizado. [ 114 ]

Búsqueda de fármacos para la leishmaniasis

La búsqueda de fármacos para la leishmaniasis (lanzada el 7 de septiembre de 2011 [ 115 ] ) está liderada por la Universidad de Antioquia en Medellín , Colombia , con la colaboración de investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Texas en Galveston, Texas. Su misión es identificar posibles moléculas candidatas que podrían convertirse en tratamientos para la leishmaniasis . Se utilizará la gran capacidad de computación de la World Community Grid para realizar simulaciones por ordenador de las interacciones entre millones de compuestos químicos y ciertas proteínas diana. Esto ayudará a encontrar los compuestos más prometedores que puedan dar lugar a tratamientos eficaces para la enfermedad. [ 116 ]

Proyecto GO Lucha contra la Malaria

La misión del proyecto GO Fight Against Malaria (lanzado el 16 de noviembre de 2011 [ 117 ] ) es descubrir candidatos a fármacos prometedores que puedan convertirse en nuevos medicamentos para curar las formas de malaria resistentes a los fármacos . Se utilizará la capacidad de computación de World Community Grid para realizar simulaciones por computadora de las interacciones entre millones de compuestos químicos y ciertas proteínas objetivo, con el fin de predecir su capacidad para eliminar la malaria. Los mejores compuestos serán probados por científicos del Instituto de Investigación Scripps en La Jolla, California, EE. UU., y posteriormente desarrollados como posibles tratamientos para la enfermedad. [ 118 ]

Di no a la esquistosomiasis

El proyecto «Di no a la esquistosomiasis» (lanzado el 22 de febrero de 2012 [ 119 ] ) fue el vigésimo proyecto de investigación lanzado en World Community Grid. Los investigadores de la Universidad Infórium en Belo Horizonte y FIOCRUZ-Minas , Brasil , ejecutaron este proyecto en World Community Grid para realizar simulaciones por computadora de las interacciones entre millones de compuestos químicos y ciertas proteínas objetivo con la esperanza de encontrar tratamientos efectivos para la esquistosomiasis . [ 120 ] En abril de 2015, se habían realizado análisis posteriores y se habían identificado tres de las sustancias candidatas más prometedoras para pruebas in vitro. [ 58 ]

Informática para la gestión sostenible del agua

El proyecto «Computación para el Agua Sostenible» fue el vigésimo primer proyecto de investigación lanzado en World Community Grid. Los investigadores de la Universidad de Virginia llevaron a cabo este proyecto en World Community Grid para estudiar los efectos de la actividad humana en una gran cuenca hidrográfica y obtener una comprensión más profunda de las acciones que pueden contribuir a la restauración, la salud y la sostenibilidad de este importante recurso hídrico. [ 121 ] El proyecto se lanzó el 17 de abril de 2012 [ 122 ] y se completó el 17 de octubre de 2012.

Descubriendo los misterios del genoma

El proyecto «Descubriendo los misterios del genoma» se lanzó el 16 de octubre de 2014 y es una colaboración entre científicos australianos y brasileños. El proyecto tiene como objetivo examinar cerca de 200 millones de genes de diversas formas de vida y compararlos con genes conocidos para determinar su función. Los resultados podrían tener repercusiones en campos como la medicina y la investigación ambiental. [ 123 ]

Juntos superaremos al ébola con astucia.

Outsmart Ebola Together fue una colaboración con el Instituto de Investigación Scripps para ayudar a encontrar compuestos químicos para combatir la enfermedad del virus del Ébola . [ 124 ] Se lanzó el 3 de diciembre de 2014. [ 125 ] El objetivo es bloquear pasos cruciales en el ciclo de vida del virus, mediante la búsqueda de fármacos con alta afinidad de unión con ciertas proteínas. Hay dos objetivos: una proteína de superficie utilizada por el virus para infectar células humanas y proteínas "transformadoras" que cambian de forma para llevar a cabo diferentes funciones. [ 126 ] El proyecto finalizó oficialmente el 6 de diciembre de 2018. [ 127 ]

Abrir Zika

OpenZika se lanzó el 18 de mayo de 2016 para ayudar a combatir el virus Zika . El proyecto se centra en proteínas que se cree que el virus Zika utiliza para sobrevivir y propagarse en el cuerpo, basándose en resultados conocidos de enfermedades similares como el dengue y la fiebre amarilla . Estos resultados ayudarán a los investigadores a desarrollar un fármaco contra el Zika. [ 128 ] El proyecto finalizó oficialmente el 13 de diciembre de 2019. [ 129 ]

Lucha contra el SIDA en casa

FightAIDS@Home (lanzado el 19 de noviembre de 2005 [ 130 ] ) fue el segundo proyecto de World Community Grid y el primero en centrarse en una sola enfermedad. Cada computadora individual procesa una molécula de fármaco potencial y prueba qué tan bien se acoplaría con la proteasa del VIH , actuando como un inhibidor de la proteasa . [ 131 ] El Instituto de Investigación Scripps publicó su primer artículo científico revisado por pares sobre los resultados de FightAIDS@Home el 21 de abril de 2007. [ 132 ] Este artículo explica que los resultados hasta ese momento se utilizarían principalmente para mejorar la eficiencia de los futuros cálculos de FightAIDS@Home. [ 133 ]

FightAIDS@Home Fase 2

La Fase 2 de FightAIDS@Home (lanzada el 30 de septiembre de 2015 [ 134 ] ) está analizando con mayor detalle los resultados de la Fase 1. El proyecto tiene dos objetivos en los primeros experimentos: que la arquitectura de simulación funcione correctamente y proporcione resultados fiables, y que el uso conjunto de BEDAM y AutoDock ofrezca mejores resultados que el uso individual de cualquiera de ellos. [ 135 ]

Proyecto de Inmunidad del Microbioma

El Proyecto de Inmunidad del Microbioma (lanzado en agosto de 2017) es un estudio de las proteínas de las bacterias que se encuentran en el cuerpo humano y sobre él; el microbioma humano , que comprende alrededor de 3 millones de genes bacterianos distintos. Al estudiar los genes bacterianos, los investigadores pueden determinar sus formas individuales, que a su vez dictan la función de las bacterias. [ 136 ] Entre las instituciones colaboradoras se encuentran la Universidad de California en San Diego , el Instituto Broad del MIT y Harvard, y el Instituto Flatiron de la Fundación Simons . [ 137 ]

Ayuda a detener la tuberculosis

Help Stop TB se lanzó en marzo de 2016 para ayudar a combatir la tuberculosis , una enfermedad causada por una bacteria que está desarrollando resistencia a los tratamientos disponibles actualmente. Los cálculos de este proyecto se centran en los ácidos micólicos de la capa protectora de la bacteria, simulando el comportamiento de estas moléculas para comprender mejor cómo ofrecen protección a la bacteria. [ 138 ]

Acabar con el cáncer infantil

Lanzado en enero de 2017, el proyecto Smash Childhood Cancer se basa en el trabajo del proyecto Help Fight Childhood Cancer buscando candidatos a fármacos dirigidos a otros tipos de cáncer infantil. [ 139 ] [ 140 ] Tras la jubilación del Dr. Akira Nakagawara en marzo de 2020, el investigador principal pasó a ser el Dr. Godfrey Chan, quien fue uno de los miembros originales del equipo Smash Childhood Cancer. Además, se han añadido PRDM14 y Fox01 como nuevos objetivos de investigación. [ 141 ] Se diseñó un inhibidor de la proteína osteopontina . [ 142 ]

Véase también

Referencias

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