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分子生物學和遺傳學、計算和存儲以及通信領域與稻米
閱讀:1003 發布時間:2011-1-62008年7月1日隨著人們對性饑荒的擔憂,IBM和華盛頓大學的研究人員日前推出了一個新項目來研發更強壯的稻米品系,這些品系的稻米產量將會更高,而且營養更加豐富。
擁有167萬億次浮點處理能力(相當于世界超級計算機前3強的總和)的IBM網格大同盟(World Community Grid)將采用一項新的計劃以利用近一百萬臺個人PC“貢獻”出來的空閑處理能力。這一名為“為世界提供高營養稻米”的項目將在原子尺度上對稻米進行研究,然后再將其與農民們歷*用過的各種傳統的交叉育種技術相結合。
中國科學院北京基因組研究所副所長于軍教授認為:"水稻是中國的主要糧食作物,這項關于營養水稻的聯合研究的任何進展都意味著中國將從中受益zui多!"
這一項目將在不到兩年的時間內完成。而如果使用傳統計算機系統的話,完成這一工作將需要200年以上。
設在菲律賓的稻米研究院院長Robert Zeigler表示:“世界正在同時經歷三場革命,這三場革命分別發生在分子生物學和遺傳學領域、計算和存儲領域以及通信領域。計算革命讓世界各地的科學家們得以結成一個社區,實時地解決復雜得難以相象的問題。雖然沒有有效的解決方案,但在新技術的幫助下,稻米產量仍將會獲得新的突破。網格大同盟必須為現在和長久的未來進行投資。”
網格大同盟將運行一個由華盛頓大學的計算生物學家們創建的三維建模程序,研究構成稻米主體的各種蛋白質的結構。了解這些結構是確定這些蛋白質功能*的前提,并將幫助研究人員確定哪些結構會有助于提高產量、防治害蟲、抵抗疾病或提供更多營養。這一項目zui終將提供zui大和zui全面的稻米蛋白質及其相關功能圖譜,幫助農學家和農民確定應選擇哪些植物進行交叉育種,從而培育出更好的農作物。
華盛頓大學微生物學系副教授、研究員Ram Samudrala博士表示:“問題在于需要研究30000到60000種不同的蛋白質結構。如果在實驗室中使用傳統試驗方法來確定關鍵蛋白質的詳細結構和功能,將會需要數十年的時間。如果在網格大同盟上運行我們的程序,可以將所需時間從200年縮短到兩年之內。”
“為世界提供高營養稻米”這一項目通過美國自然科學基金獲得了200萬美元的快速啟動資金,zui終可能會幫助稻米生產國更好地適應未來的氣候變化。這些國家將可以快速找到進行交叉育種的合適植物,從而開發出對不斷變化的氣候模式更具抵抗力的“超級雜交稻”。
另外,在創建三維模型過程中所獲得的知識還可輕松應用在其它谷類作物如玉米、小麥和大麥上面,所以這項研究對于美國和其它國家來說也很重要。
網格大同盟目前達到了一個新的里程碑,其注冊計算機數量已經突破了一百萬臺,從而更加有助于各項科學研究取得進步。每周都有數以千計的人們簽約參與網格大同盟,這已經顯著推動了多個疾病(如癌癥和艾滋病)研究項目的進步。營養稻米項目是使用這一網格的項目,可能會對健康狀況產生重大影響。
IBM公眾事業合作部副總裁及IBM基金會總裁Stanley Litow表示:“這一項目zui終可能會幫助世界各地的農民種植更好的作物,并幫助一些人解決饑荒問題。如果有人希望參與這項偉大的事業,他今天就可以向此目標邁出一小步——將自己計算機的空閑時間貢獻出來。志愿者可以以個人方式影響到這項研究的進展速度,并會對亟需研究成果的農民和其它人產生重大的影響。”
任何擁有計算機和互聯網接入功能的人都可以參與到這項解決方案之中。如果希望貢獻自己空閑不用的計算機時間,個人可以登錄www.worldcommunitygrid.org并在計算機上安裝一個安全、免費的小軟件。當計算機處于空閑狀態時,可以請求網格大同盟的服務器提供數據。這些計算機隨后就可以執行相關計算并將結果返回到服務器,提示服務器繼續執行新的任務。當人們的計算機被使用時,屏幕保護程序會給出提示。
作為目前zui大的公益性網絡,網格大同盟擁有來自200多個國家的超過38萬名會員,連接了超過一百萬臺計算機。正是在志愿者們的幫助下,網格大同盟才取得了這樣的成就,因為當每一個人都貢獻出自己的計算機時間時,科學家們就可以加快自己的研究速度。例如,AfricanClimate@Home項目剛剛完成了數據采集工作,現在就將開始進行研究分析工作。
“沒有網格大同盟的幫助,項目就不可能這么快地完成。研究結果將幫助我們更好地了解南非陸地表面的變化對氣候產生了什么樣的影響,并將為其它后續氣候研究掃清障礙。” 另外,新澤西癌癥研究所在網格大同盟上開展了一個名為“幫助擊敗癌癥”(Help Defeat Cancer)的項目并因此于2007年從美國健康協會(National Institute of Health)獲得了250萬美元的研究補助。FightAIDS@Home項目僅在六個月內就完成了本來需要五年才能完成的HIV/AIDS研究。網格大同盟上現在正運行著其它五個項目,還有更多的項目正在等待之中。