Nvidias Tesla bringt Durchbruch in AIDS-Forschung

Über den Erfolg freuen sich nicht nur die Forscher, die es mit ihrem Bericht sogar auf den Titel des renommierten Wissenschaftsmagazins Nature schafften. Auch für den Chiphersteller Nvidia gibt es einen Grund zu feiern, denn dieser lieferte einen wichtigen Teil der technischen Grundlage, mit denen die Ergebnisse erzielt werden konnten.

Erstmalig konnte in dem Forschungsprojekt die exakte chemische Struktur des HIV-Kapsids, der Proteinhülle, die das genetische Material des Virus schützt, bestimmt werden. Das Verstehen dieser Struktur könnte der Schlüssel für die Entwicklung neuer und effektiverer antiretroviraler Medikamente sein, um ein Virus zu bekämpfen, das schätzungsweise bisher 25 Millionen Menschen getötet hat und an dem sich weitere 34 Millionen infiziert haben.

Den UIUC-Wissenschaftlern ist es gelungen, Details der Kapsid-Struktur sichtbar zu machen. Dazu führten sie eine auf atomarer Ebene basierende Simulation des HIV auf dem neuen Blue-Waters-Supercomputer durch. Mit insgesamt 3.000 Tesla-K20X-GPUs von Nvidia lieferte der Cray-XK7-Supercomputer den Wissenschaftlern die nötige Rechenleistung, um die bis dato größte veröffentlichte Simulation mit 64 Millionen Atomen zu realisieren.

"Ohne die Leistungsfähigkeit des GPU-beschleunigten Supercomputers Blue-Waters wäre es äußerst schwierig geworden, eine Simulation dieser Größenordnung durchzuführen", erklärte Klaus Schulten, Physikprofessor an der University of Illinois. "Wir setzen GPUs schon seit fünf Jahren ein und haben dadurch unser Forschungstempo fundamental beschleunigt."

Von der geplanten Erweiterung des Blue-Waters-Systems durch zusätzliche GPUs wollen die Wissenschaftler die Simulationszeiten weiter erhöhen. Das soll letztlich zusätzliche Einblicke in die Struktur und das Verhalten des HIV-Kapsids zu erhalten.

Die Kapside sind zu beliebten Forschungsobjekten geworden, wenn es um die Entwicklung von neuen antiretroviralen Medikamenten geht. Vor allem, seit Rhesusaffen eine Immunität gegen HIV durch ein Protein entwickelt haben, das die Funktionsfähigkeit von Kapsiden stört, sieht man hier einen hoffnungsvollen Ansatz, die Ausbreitung des Virus im Körper stoppen zu können, da das Andocken an Wirtszellen unterbunden wird.