заседание семинара

«Суперкомпьютерные технологии

в науке, образовании и промышленности»

Председатель организационного комитета семинара
	В.А. Садовничий академик, ректор Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова
Сопредседатели организационного комитета
	Вл.В. Воеводин чл.-корр. РАН, директор НИВЦ МГУ
	И.А. Соколов академик, декан факультета ВМК МГУ
	А.В. Тихонравов д.ф.-м.н., профессор, НИВЦ МГУ
Ученый секретарь семинара
	Худолеева А.А. НИВЦ МГУ

Семинар организован на базе Научно-образовательного центра «Суперкомпьютерные технологии». Тематика докладов охватывает все стороны использования суперкомпьютеров, параллельных вычислительных систем и методов распределенной обработки данных для решения больших вычислительных задач. Семинар носит ярко выраженный междисциплинарный характер, однако различные нюансы использования суперкомпьютерных технологий представляют интерес для исследователей из самых разных областей.

Семинар проводится при поддержке Московского центра фундаментальной и прикладной математики.

Приглашаются научные сотрудники, преподаватели, аспиранты и студенты старших курсов.

ПРОГРАММА СЕМИНАРА

И.Б. Коваленко д.ф.-м.н., в.н.с. кафедры биофизики биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова

Высокопроизводительные вычисления для изучения взаимодействий биомакромолекул методами броуновской и молекулярной динамики

Доклад будет посвящен высокопроизводительным вычислениям с использованием методов молекулярной и броуновской динамики в применении к (1) белок-белковым взаимодействиям, (2) динамике микротрубочек, (3) взаимодействию антимикробных веществ с мембранами бактерий и вирусов. Будут приведены тесты производительности вычислительных ресурсов с различной архитектурой в задачах молекулярной динамики. Будут рассмотрены расчеты с использованием современных вычислительных гибридных архитектур, таких, как процессоры Intel 13 поколения + графические процессоры NVidia RTX 4080 и более ранние.

Ссылки по теме работы:

V. A. Fedorov, E. G. Kholina, I. B. Kovalenko et al. Update on performance analysis of different computational architectures: Molecular dynamics in application to protein-protein interactions // Supercomputing Frontiers and Innovations. — 2020. — Vol. 7, no. 4. — P. 62–67.

https://superfri.org/index.php/superfri/article/view/337

DOI: 10.14529/jsfi200405

V. A. Fedorov, E. G. Kholina, I. B. Kovalenko, N. B. Gudimchuk. Performance analysis of different computational architectures: molecular dynamics in application to protein assemblies, illustrated by microtubule and electron transfer proteins // Supercomputing Frontiers and Innovations. — 2018. — Vol. 5, no. 4.

https://superfri.org/index.php/superfri/article/view/244

DOI: 10.14529/jsfi180414

(1) Образование белкового комплекса — это сложный многостадийный процесс, требующий учета множества факторов, таких как дальнодействующие электростатические взаимодействия между поверхностями белков, геометрическая и химическая комплементарность областей связывания, молекулярная подвижность в белок-белковом интерфейсе, гидрофобные взаимодействия. Нами разработан оригинальный подход, позволяющий, благодаря совместному использованию методов броуновской и молекулярной динамики, предсказать структуру образовавшегося комплекса и молекулярные механизмы, приведшие к его образованию. Данный подход позволил выявить роль электростатических и гидрофобных взаимодействий в образовании комплекса белков пластоцианина и цитохрома f в цианобактериях, зеленых водорослях и высших растениях, и показать, что их роль в формировании комплекса меняется вместе с эволюционными изменениями в белковых последовательностях.

V. A. Fedorov, I. B. Kovalenko et al. Comparative analysis of plastocyanin-cytochrome f complex formation in higher plants, green algae and cyanobacteria // Physiologia Plantarum. — 2019. — V. 166, No. 1. — P. 320-335

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/ppl.12940

DOI: 10.1111/ppl.12940

(2) Будет рассмотрено поведение отдельных тубулиновых протофиламентов и неструктурированных хвостов тубулина с целью изучения явления динамической нестабильности микротрубочек и роли "тубулинового кода" в регуляции динамики микротрубочек.

J. Chen et al. Alpha-tubulin tail modifications regulate microtubule stability through selective effector recruitment, not changes in intrinsic polymer dynamics // Developmental Cell. – 2021. – Vol. 56. – P. 1–13.

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1534580721004056

DOI: 10.1016/j.devcel.2021.05.005

V. A. Fedorov, P. S. Orekhov, E. G. Kholina, A. A. Zhmurov, F. I. Ataullakhanov, I. B. Kovalenko, N. B. Gudimchuk. Mechanical properties of tubulin intra- and inter-dimer interfaces and their implications for microtubule dynamic instability // PLoS Computational Biology. — 2019. — Vol. 15, no. 8. — P. e1007327.

https://journals.plos.org/ploscompbiol/article?id=10.1371/journal.pcbi.1007327

DOI: 10.1371/journal.pcbi.1007327

(3) Изучение механизмов действия таких широко применяемых антисептиков, как мирамистин, хлоргексидин, октенидин и других на бактерии стало возможным благодаря использованию молекулярного моделирования и высокопроизводительных вычислений. Выявлены молекулярные механизмы действия данных антисептиков с применением крупнозернистой молекулярной динамики. Изучены механизмы действия фотосенсибилизаторов (фталоцианин цинка, метиленовый синий) на внешние мембраны бактерий и вирусов. Рассмотрено взаимодействие фотосенсибилизаторов с поверхностью вириона SARS-CoV-2.

E. G. Kholina, I. B. Kovalenko et al. Cationic antiseptics facilitate pore formation in model bacterial membranes // Journal of Physical Chemistry B. — 2020. — Vol. 124, no. 39, — P. 8593–8600.

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpcb.0c07212

DOI: 10.1021/acs.jpcb.0c07212

E.G. Kholina, I.B. Kovalenko et al. Insights into the formation of intermolecular complexes of fluorescent probe 10-n-nonyl acridine orange with cardiolipin and phosphatidylglycerol in bacterial plasma membrane by molecular modeling // Molecules. — 2023. — Vol. 28, no. 4. — P. 1929.

https://www.mdpi.com/1420-3049/28/4/1929

DOI: 10.3390/molecules28041929

V. Fedorov et al. Electrostatic map of the SAR-CoV-2 virion specifies binding sites of the antiviral cationic photosensitizer // International Journal of Molecular Sciences. — 2022. — Vol. 23, no. 13. — P. 7304.

https://www.mdpi.com/1422-0067/23/13/7304

DOI: 10.3390/ijms23137304

Заседание семинара пройдет в форме вебинара на платформе Zoom.

Для участия в вебинаре просим Вас занести свои данные в Google-таблицу:

https://docs.google.com/spreadsheets/d/1DaajEhgGB7sYEsEoT1C-vm1Vz9XgvfCNQ4tzNXbpd2E/edit#gid=0

На указанный Вами адрес электронной почты впоследствии придёт ссылка на Zoom-конференцию.

Если Вы планируете очно участвовать в работе семинара и у вас нет пропуска в МГУ необходимо не позднее 13 марта внести свои данные в список участников семинара и отметить "да" в графе "Нужен пропуск для прохода на семинар". Обращаем внимание, что проход будет разрешен только через южный вход Второго корпуса МГУ и только во время работы семинара.