XNUMXD덴탈의 SC23 컨퍼런스이달 초 개최된 에서는 고성능 컴퓨팅(HPC) 분야의 최신 성과를 알아보기 위해 콜로라도주 덴버로 향하는 14,000명 이상의 참석자가 참석해 종전의 관객 기록을 경신했습니다. 격년과 마찬가지로 이 컨퍼런스에서도 과학자들이 슈퍼컴퓨팅이 자신의 분야에 어떻게 긍정적인 영향을 미쳤는지 논의할 수 있는 다양한 강의가 열렸습니다.
거의 모든 과학 영역에서 HPC가 매우 중요하기 때문에 생물학적 연구가 SC23에서 잘 표현되었습니다. 특히 관심을 끌었던 연구 중 하나는 사얀 로이초우두리 연구 논문을 바탕으로 "현실적인 적혈구 수의 추가를 통해 적응형 물리학 개선 시뮬레이션 향상. "
오크리지 국립 연구소(Oak Ridge National Laboratory) 및 로렌스 리버모어 국립 연구소(Lawrence Livermore National Laboratory)의 연구원들과 함께 듀크 대학교 과학자들이 주로 작성한 이 논문은 상부 순환계를 통한 암세포 이동 시뮬레이션에 중점을 두고 있습니다. Roychowdhury가 설명하는 주요 문제는 암세포가 얼마나 작은지에 비해 얼마나 멀리 이동하는지인 것 같습니다.
Roychowdhury는 "[암]은 몸 전체를 연결하는 시스템, 즉 순환계를 장악합니다"라고 말했습니다. SC23 프레젠테이션. “이 암세포는 미크론 단위, 어쩌면 수십 미크론 정도입니다. 그러나 이동해야 하는 거리는 미터 단위로 측정됩니다. 우리는 장거리 암세포 이동을 연구하고 있습니다.”
하이브리드 CPU-GPU(중앙 처리 장치-그래픽 처리 장치) 아키텍처를 기반으로 합니다. 서밋 슈퍼 컴퓨터 – 1500개의 GPU와 10,800개의 CPU를 포함하여 팀은 적응형 물리학 개선 (APR) 방법은 혈류를 통해 이동하는 개별 암세포를 추적하는 방법입니다.
다양한 결과에 대한 다양한 해상도
암과 관련된 많은 우려 사항 중 하나는 암세포가 어떻게 전이되어 몸 전체로 퍼질 수 있는지에 관한 것입니다. 연구자들이 논문에서 지적한 것처럼, 전이는 암 관련 사망의 90% 이상의 근본 원인입니다.
이 과정을 더 이해하기 위해 연구진은 APR 방법을 적용하여 미세하게 분해된 적혈구 영역과 거칠게 분해된 대량 유체 영역을 결합했습니다. 본질적으로 그들은 적혈구의 고해상도 모델을 나타내는 그리드를 가져와 이를 상체 혈관계의 저해상도 시뮬레이션 버전을 통해 이동시켰습니다. 여기서는 컴퓨팅 아키텍처의 하이브리드 특성이 중요했습니다. CPU는 대략적으로 해결된 주변 영역에 사용되고 GPU는 미세하게 해결된 그리드에 집중했기 때문입니다.
이 그리드에는 암세포와 암세포가 순환계를 통해 이동할 때 이를 둘러싸고 있는 적혈구의 고해상도 모델이 포함되어 있습니다. 암세포가 움직일 때 격자도 함께 움직였습니다. 이 접근 방식을 통해 암세포를 바로 둘러싸지 않는 순환계 영역에 컴퓨팅 리소스를 낭비하지 않고 작은 암세포 주변 영역을 최대한 세밀하게 모델링할 수 있었습니다.
순환계를 통해 흐르는 적혈구의 정확한 변형뿐만 아니라 미세하게 분해된 그리드와 그리드 외부의 거칠게 분해된 영역 사이의 경계를 포함하여 이 작업에는 다른 많은 중요한 측면이 있었습니다.
연성물리학은 암이 퍼질 가능성이 있는지를 밝히는 데 도움이 됩니다
Roychowdhury는 이 연구의 가장 중요한 점 중 하나는 고급 APR 방법이 완전히 해결된 모델을 실행하는 데 필요한 계산 능력의 일부를 사용하여 암세포 이동을 시뮬레이션할 수 있다는 점이라고 말했습니다. “수천 개의 노드가 필요한 이와 같은 시뮬레이션은 하나만 사용하도록 축소될 수 있습니다.”라고 그는 말했습니다. "우리의 목표는 과학자들이 이러한 HPC 시뮬레이션에 접근할 수 있도록 하는 것입니다."
앞으로 해야 할 일이 있습니다. 팀의 현재 연구는 단일 암세포에만 초점을 맞추고 있으며, 이러한 세포는 일반적으로 단일이 아닌 클러스터로 분리됩니다. 청중의 질문에 대해 Roychowdhury는 팀이 낫적혈구에 관한 이 분야의 추가 연구에도 관심이 있다고 말했습니다.
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- 출처: https://physicsworld.com/a/modelling-a-single-cancer-cell-in-a-sea-of-blood/
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