Acelerador de pesquisas

Supercomputador instalado no LCC promete agilizar projetos com alta demanda computacional

Fernanda Cristo

Pesquisas que hoje demoram muitos meses para ser concluídas poderão ser realizadas em poucas semanas. Essa é promessa do supercomputador adquirido pelo Laboratório de Computação Científica (LCC) da UFMG. A máquina foi inaugurada no início de março, mas ainda está em fase de testes e instalação de programas. Enquanto isso, alguns pesquisadores da Universidade já planejam como podem usar o equipamento em seus projetos.

Um deles é o professor Eduardo Tarazona, que lidera o Laboratório de Diversidade Genética Humana do Instituto de Ciências Biológicas (ICB). Ele acredita que a máquina poderá aumentar o protagonismo da UFMG em grande projeto de epidemiologia desenvolvido em parceria com a Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz) e grupos de pesquisa da USP, UFBA e Universidade Federal de Pelotas.

Trata-se do Epigem Brasil, que vai analisar cerca de 90% do genoma de oito mil brasileiros para descobrir quais pontos aumentam ou diminuem as chances de esses indivíduos desenvolverem doenças cardiovasculares, neurovegetativas e asma, entre outras. “Para cada um desses oito mil indivíduos, temos que fazer cerca de um milhão de testes estatísticos relacionados a cada doença”, afirma.

O grupo cujo genoma será analisado vem sendo acompanhado pelo Ministério da Saúde há dez anos. As informações clínicas coletadas serão agora cruzadas com os dados obtidos pelo projeto Epigem. “Para isso o supercomputador da UFMG será de grandíssima utilidade, porque vai permitir fazer em poucos dias cálculos que poderiam demorar um ano se feitos em um conjunto pequeno de computadores normais”, explica Tarazona.

Segundo o pesquisador, a Fiocruz e a USP já contam com máquinas superpotentes, por isso o equipamento instalado no LCC vai permitir melhor participação da UFMG no projeto. A expectativa é que a conclusão da pesquisa ajude no desenvolvimento de vacinas. “O sistema imunológico é muito variável, e para estudá-lo é preciso fazer muitas comparações, muitos cálculos”.

Tarazona diz que o supercomputador também vai beneficiar projetos de sequenciamento completo do genoma de alguns organismos. A técnica é semelhante à montagem de um quebra-cabeça: primeiro é preciso dividir o genoma em partes muito pequenas, para que seja possível ler pedaços do DNA. Em seguida é preciso reconstruí-lo a partir dessas pequenas partes. “Sem um computador como esse do LCC não é possível montar um genoma”, completa.

Para que simplificar?

O doutorando em Química Geison Voga é outro que comemora a chegada do supercomputador à UFMG. Sob orientação do professor do Departamento de Química do Icex e vice-diretor do LCC, Jadson Belchior, sua tese contempla a investigação de processos metabólicos em organismos. “Nosso estudo é sobre cinética: a que velocidade as reações acontecem. Normalmente, temos uma enzima e um substrato reagindo dentro de uma organela, como uma mitocôndria, e precisamos medir o tempo que essa reação vai demorar”, explica.

Voga desenvolveu um modelo para estudar essas rotas metabólicas – uma espécie de mapa para entender como as enzimas reagem entre si. Para fazer uma simulação com a bactéria E. colli, um dos organismos mais simples que existem, foram gastas cerca de 469 horas, em um conjunto de seis computadores. “Com a estrutura que temos atualmente, optamos por simplificar o problema, usando um modelo menos complexo”, afirma.

O doutorando diz que, para fazer o mesmo cálculo em uma mitocôndria humana, por exemplo, o tempo gasto seria muito maior. Com a máquina do LCC, a pesquisa poderá ser ampliada. “Vamos supor que com dois dias seja possível terminar uma simulação, seria fantástico. Daria para estudar mitocôndrias de vários organismos, outras organelas. Com um mês daria para fazer muita coisa.”

De acordo com Geison, a conclusão do estudo pode contribuir, entre outras coisas, para otimizar doses de fármacos. “No caso de uma droga que consegue impedir o funcionamento de uma enzima, com essa simulação poderemos avaliar o tempo que vai durar a inibição e determinar a frequência de aplicação da droga”, esclarece.

Configuração

Com 848 processadores, de dois megabytes cada, e disco rígido de 40 terabytes, o supercomputador da UFMG é o maior do Brasil utilizado para fins acadêmicos e custou cerca de R$ 800 mil. O coordenador do LCC, Márcio Bunte, diz que a escolha do equipamento foi feita por uma comissão designada pela Pró-reitoria de Pesquisa da Universidade, que levantou a demanda da comunidade acadêmica por meio de questionários.

Apesar de reconhecer o alto desempenho da máquina, o vice-diretor do Laboratório, Jadson Belchior, diz que o equipamento já está “obsoleto”, pois hoje seria possível comprar um computador com mais processadores pelo mesmo preço. A preocupação de Belchior, no entanto, é que haja uma competição entre os grupos de pesquisa da Universidade para utilizar o supercomputador. “Temos uma máquina de altíssimo desempenho, mas se todos os grupos forem utilizá-la simultaneamente pode ser que ela se torne lenta”, argumenta.

O supercomputador está instalado no Centro Regional do Sistema Nacional de Processamento de Alto Desempenho (Sinapad) do Ministério de Ciência e Tecnologia, vinculado ao Laboratório de Computação Científica (LCC) do ICEx.