斑马鱼TDP43负调控Ⅰ型干扰素的表达

TDP43是一种DNA/RNA结合蛋白,属于异质核糖核蛋白家族成员,在调控转录、mRNA稳定性及翻译等方面发挥重要作用。近年来有报道表明哺乳类TDP43参与了炎症和免疫反应,然而TDP43在免疫应答中的功能机制还不清楚。探索了斑马鱼TDP43在先天免疫反应中的功能。首先通过同源比对及构建TDP43的系统进化树,分析了TDP43在不同物种中的进化特征,结果表明TDP43在哺乳类和鱼类中的相似度很高(60%以上)。SVCV病毒感染斑马鱼和CIK细胞后,检测TDP43在各组织和细胞中表达发现,(脑、眼睛、肠、鳃、皮肤、心脏、肝脏和肾脏)和CIK细胞中均上调。体外构建TDP43真核表达载体或合成TDP43的小干扰RNA,在CIK细胞中过表达TDP43能够抑制了Ⅰ型干扰素表达,而敲降TDP43则上调了Ⅰ型干扰素的表达。此外,亚细胞定位分析表明TDP43主要定位于细胞核,说明TDP43可能是在细胞核中调控基因的转录而控制先天免疫反应。总之,我们研究了斑马鱼TDP43在响应病毒感染及在先天免疫反应中的功能。     

应用特征驱动的并行数值代数解法器JPSOL

介绍JPSOL(J Parallel Solver Library for Numerical Algebra Problems)的软件架构、矩阵向量数据结构、三类算法库(线性、非线性和特征值)及领域专用解法器,然后通过基本迭代法的测试结果说明其高可扩展并行性,最后通过几类典型实际应用,展示应用效果和健壮性。     

二维球坐标系中子输运方程的一种并行SN算法

针对二维球坐标系下中子输运方程的SN算法, 提出基于(单元, 方向)二元组的有向图模型, 在已有的基于有向图的并行流水线算法基础上, 设计粒度可控多级并行SN算法。其中, 采用区域分解和并行流水线相结合的方式挖掘空间-角度方向的并行度, 提出能群流水并行方法, 并通过设置合适的流水线粒度来平衡有向图调度、通信和空闲等待开销。实验结果表明: 该算法可以有效地求解二维球坐标系下的中子输运方程。在某国产并行机1920核上, 对于96万网格、60个方向、24能群、数十亿自由度的典型中子输运问题, 获得了71%的并行效率。     

多群辐射扩散问题特征驱动的并行AMG法

对求解多群辐射扩散(MGRD)方程组的大规模离散系统的已有快速算法进行分类,给出相应的综述。基于近年来所设计的关于并行代数多重网格(AMG)方面的工作,形成基于物理量的近似Schur补型与基于物理和代数特征的组合型预条件算法和理论框架,并对这些工作在该框架下的要素进行了刻画。利用上述框架,设计一种具有基本逼近性和低计算复杂度的近似Schur补型预条件子,并建立相应的谱等价理论;对比数值实验表明：新预条件子具有更好的稳健性和计算效率。最后提出需要进一步解决的若干问题。     

特征修正并行预条件算法框架

针对实际应用中稀疏线性解法器计算复杂度偏离线性扩展的瓶颈问题,提出特征修正预条件算法统一框架,通过凝练物理特征中影响算法效率的代数特征,结合多层次特征分析,构造特征修正组件。通过几类典型特征修正预条件算法及应用成效,展示了该框架的有效性。     

三温能量方程离散线性系统的两层迭代算法收敛因子估计及特征分析

基于代数多重网格(AMG)方法的理论框架,详细分析基于物理量粗化的两层迭代方法(PCTL)算法的具体收敛性质,刻画算法收敛因子的合理上界,为PCTL算法提供理论保证。进一步深入分析影响PCTL算法收敛速度的代数特征,如对角占优性和耦合强度,为PCTL算法的应用和算法调优提供了理论指导。     

鱼用疫苗研究进展

近年来,随着高密度集约化等设施渔业的广泛应用,单位面积鱼产量有了大幅度提高,同时也对渔业养殖过程中的管理有更高的要求。鱼类病害,特别是病毒性疾病的暴发是危害鱼类养殖业的主要因素,它有发病快、范围广、致死率高等特点,其暴发往往造成严重的经济损失。鱼类病毒性疾病并无特定药物控制,疫苗是较好的病毒抑制剂,它能够有效抑制特定病毒的扩繁,起到提前预防的效果,因此鱼用疫苗的研究受到广泛的关注。本文介绍了鱼用疫苗的发展历程,总结了鱼用疫苗的种类、免疫方式等,旨在为研究鱼用疫苗提供参考信息。     

系统级封装应用中时谐Maxwell方程大规模计算的求解算法:现状与挑战

系统级封装（SiP）是当前电子学系统设计的主流技术途径,数值模拟是进行系统级封装（SiP）设计的主要手段。由于系统级封装应用特有的复杂性,现有的求解时谐Maxwell方程离散系统的算法面临很大的挑战,成为制约该类应用大规模数值模拟效率的瓶颈。本文综述系统级封装应用时谐Maxwell方程解法器求解算法,针对典型实际模型,评估现有算法的现状和面临的挑战,分析应用特征对算法计算能力的影响,并在现有算法的基础上提出一种可行的预条件算法策略。     

围炉对谈：性能优化的个性与共性

2022年12月12日,第八届高性能计算中间件技术研讨会(HPCMid22)成功召开。HPCMid(会议网址：http://www.caep-scns.ac.cn/HPCMid.php)每年举办一次,面向科学与工程计算数值模拟应用在当前及下一代超级计算机上面临的挑战,围绕高性能计算中间件关键技术,邀请相关学者报告最新研究进展并探讨未来发展趋势。第八届研讨会以“适配新型体系结构的性能优化技术”为主题,聚焦后摩尔时代新型体系结构为科学与工程计算带来的机遇与挑战,探讨新型体系结构下可移植性能优化技术的发展趋势。本届研讨会的专家座谈(Panel Session)环节由莫则尧研究员和徐小文研究员共同主持,邀请了王龙、刘杰、谭光明、刘伟峰、喻之斌5位来自高校、科研院所、企业的专家围绕“性能优化：个性vs共性”这一主题开展了深入的讨论与交流,翟季冬、杨海龙等多位专家也参与了讨论。专家们针对性能优化技术的研究现状与发展趋势、面临的问题与挑战以及人才培养等方面发表了许多有启发性的观点。《计算物理》编辑部特将本次讨论整理后发表,以飨读者。限于篇幅,略有删节。     

面向结构网格自适应并行计算的矩形区域求差集快速算法

结构网格自适应程序需要使用矩形区域求差集算法计算网格层间数据依赖关系和网格层嵌套关系.原有的矩形区域求差集算法时间复杂度较高,成为该类应用大规模并行计算可扩展性能瓶颈.本文利用分而治之的方法,构造近似线性时间复杂度的矩形区域求差集快速算法,并利用区域分解实现该算法的并行计算.分别针对规则矩形区域和多层自适应网格的非规则矩形区域求差集问题,验证该算法的效率.结果表明,该算法具有近似线性计算复杂度,对于大规模计算问题,加速效果显著.