Folding@home: よくある質問 (FAQ)？

2020.07.17


難病を解決するために世界中のボランティアPCを使った分散計算プロジェクトFolding@Home。分子生物学額は私の専門外なので個人的な疑問を調べてまとめてみたので紹介します。ルールと方針を追加しました(4/12)。

  •  概　要
    • そもそもFolding@Homeって何？詳しく教えて。
      • Folding@homeは、身の回りにあるパーソナルコンピュータ・ゲーム機・スマートフォンなどのマシンを、分散コンピューティング技術によって科学研究に利用するプロジェクトである。参加者は無償のボランティアであり、所有するマシンに専用ソフトウェアをインストールし、アイドル時に余っている計算リソースを提供する。研究者は本プロジェクトの成果であるタンパク質のフォールディング情報を手がかりにスクリーニング（ふるい分け）を行い、アルツハイマー病・ハンチントン病・パーキンソン病・癌・各種ウイルス対策などの研究効率を上げることができる。 (WikiPediaから転載)
      • The Folding@home project (FAH) is dedicated to understanding protein folding, the diseases that result from protein misfolding and aggregation, and novel computational ways to develop new drugs in general. Here, we briefly describe our goals, what we are doing, and some highlights so far. (Folding@home official websiteから転載）
    •  Folding（フォールディング）って何？
      • タンパク質が特定の立体構造に折りたたまれる現象をいう。細胞内で翻訳されたタンパク質は、すぐにそのアミノ酸配列に応じて固有の立体構造に折りたたまれ、機能を有するようになる。この状態を天然状態(native state)という。この天然状態の構造を熱や変性剤で崩して機能を失わせたものを、変性状態(denatured state)という。フォールディングとは、翻訳時から天然状態への変化、または変性状態から天然状態への変化のことをいう。(Wikipediaから転載。もっと見る）。
    • Foldingの計算機シミュレーションは病気解明に役立つの？
      • 病気の中には、タンパク質のミスフォールディングや凝集によるものがある。そのメカニズムを解明することは病気の治療法を見つけるのに役立つ。
      • ミスフォールディングはなんらかの原因で天然状態や変性状態になれず間違った立体構造になること。そのため、タンパク質本来の機能を果たせなくなり、病気につながってしまう。病例としてはアルツハイマー病やプリオン病がある。凝集は、なんらかの原因でタンパク質分子が多数結合して大きな塊になること。例えば、白内障は凝集が原因である。アルツハイマー病はタンパク質のミスフォールディング・凝縮により神経が侵されのが原因と考えられている。
    • 新型コロナウイルス感染症COVID-19にはどう取り組んでいるの？
      • ウイルスもタンパク質を持っており、寄生する生物の免疫システムを抑制したり、自己増殖する働きがある。ウイルスと戦うために、ウイルスのタンパク質の働きを知り、それを治療法の開発に役立てる。実験で知ることができるのは、立体構造が変化しているタンパク質のある瞬間の立体構造（スナップショット）だけである。タンパク質の立体構造が変化する全体の過程を知ることは新しい治療法の開発に役立つと考えられるので、計算機シミュレーションでその過程を解明している。
      • Folding@Homeの成果（論文はここ）としては、エボラウイルスを対象とした実験では見つけられなかった治療薬が反応できる窪み（ポケット）をシミュレーションで見つけて、それを実験によって確認した（最近の研究では、薬成分はタンパク質の表面のポケットに反応することが知られている）。これをもとにエボラウイルスを治療する薬の開発が期待できる。これと同じことを新型コロナウイルスで行おうとしている。（以下の記事の趣旨を短くまとめたもの）。
  • ルールと方針（公式WEBサイトのFAQを意訳）
    • Folding@Homeを会社のコンピュータで実行してよいか？
      • Folding@Homeの実行はご自分が所有されているコンピュータまたは所有者の許可を得て実行してください。企業や大学の中にはFolding@Homeのようなプロジェクトを所有しているコンピュータで使用を禁止しているところもあります。
    • Foldiing@Homeの実行は安全か？
      • サーバーがハッキングされることもあるので絶対に安全とはいえませんが、リスクを最小限にするために、開発しているアプリケーションを注意深くテストしています。我々のサーバーはファイヤーウォールの中にあり、高いセキュリティになるよう設定されています。全ての実行ファイルは信頼のあるコンピュータでデジタル署名されています。Folding@Homeのアプリを実行すると、コンピュータによっては熱暴走する場合もあります。そのような場合は使用をやめるか、計算パワーの設定を小さくしてください。
    • Folding@Homeはどのようにコンピュータを使っているか？
      • Folding@Homeのアプリが実行されると、それはコンピュータのCPUやGPUパワー、ディクス要領、ネットワークの通信量を消費します。これらはFolding@Homeが提供するWeb Control、FAHControlアプリで制御できます。アプリはときどき変更があります。
    • Folding@Homeを実行するのに何か特定のルールはあるか？
      • Folding@Homeは第一に科学的な試みですが、ポイントの獲得を競う競技会的な側面もあります。公平な競争をするために、このルールに従ってください。
    • 個人情報保護方針について教えて欲しい。
      • Folding@Homeのユーザーアカウントは、あなたが選んだ名前(name)によって特定される。Folding@Homeのウェブサイトではその名前が表示される場合がある。匿名でやりたいときは、個人が特定されない名前をつけてください。Folding@Homeに参加するとあなたのコンピュータの情報（CPU, GPUタイプ、メモリ量など）がFolding@Homeによって記録され、多数を振り分けるための情報に使われます。この情報もFolding@Homeのウェブサイトで表示される場合がある。ただし、コンピュータの位置情報（ドメイン名、IPアドレス）は公開されません。また、登録し電子メールのアドレスも非公開で第３者に提供されることはありません。
    • 免責事項
      • Folding@homeはスタンフォード大学によって開発されました。Folding@homeとスタンフォード大学は、Folding@Home参加により、アプリの利用によりコンピュータが被害を受けたり、データが損失したり、その他いかなる損害に対しても責任を一切負いません。
  • 素朴な疑問
      • 電気代が気になります。月いくらぐらいかかりますか？
        • 人類を救うための新型コロナウイルスとの闘いなので多少の出費はやむをえません。通常のノートパソコンの消費電力は1時間で最大50W程度、GPUを搭載したゲーミングノートPCで最大300W程度、上位クラスのゲーミングPCで500W程度です。1Kwhの電気代を27円とすると1カ月ぶっ続けで稼働すると以下の金額になります。新型コロナウイルス発生以来Folding@homeの新規ユーザーが急速に増えており、WU(１つの仕事）がなかなか割り当てられない状態なので以下の金額より少なくなるでしょう。 この程度の出費で世界を救えるとしたら安くありませんか。
          • ノートPC(50W)：約1,000円/月
          • ゲーミングノートPC(300W)：約6,000円/月
          • ゲーミングデスクトップPC(500W)：約10,000円/月
      •  ずっと動かしていてコンピュータのファンの音はうるさくないですか？
        •  コンピュータによりますが、FULLパワーで動かしているので、とてもうるさいです。新型コロナと戦っていると思うと少し心地よく聞こえてきます。人間、慣れます。CPUしか搭載していないコンピュータはそれほどうるさくないと思います。
      • ワークユニット(WU）がまだ終わっていませんがコンピュータを再起動しても問題ないですか？
        • 問題ありません。何もしなくてもアプリは自動的に起動して実行されます。また、WUの計算中は定期的（事前設定は15分毎）に保存されるので、再起動後は最後に保存されたデータから再開されます。ただし、WUには実行完了までの〆切が各タスク毎に決められている（１週間ぐらいが多い）ので、しばらく使わない場合はWUを削除してください。そうすると、そのWUが世界の誰かによって計算され、プロジェクト全体の進捗を妨げません。
      • WUの処理が終わってから次のWUが天から降ってこないのですか？いつまで待てばよいのですか？
        • 通常は自動的にサーバーから次のWUが割り当てられますが、待っても天から降ってこないときはコンピュータを再起動しましょう。

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