Serwery

NVIDIA Tesla: EasyGenomics - analiza danych sekwencjonowania DNA w ciągu godzin

przeczytasz w 2 min.

NVIDIA Tesla działają w chmurze

Połączenie mocy procesorów graficznych Nvidia Tesla z potencjałem przetwarzania w chmurze umożliwiło stworzenie chińskiemu instytutowi BGI w Shenzen usługi EasyGenomics. Pozwala ona w ciągu pięciu godzin uzyskać gotowe wyniki analizy danych uzyskanych z głębokiego sekwencjonowania łańcucha DNA. Technika skierowana obecnie przez biologów i bioinformatyków w przyszłości stanie się dostępna również dla lekarzy i... dla nas.

EasyGenomics to usługa dostępna w chmurowym modelu SaaS (Software as a Service). Wersja próbna została ogłoszona na targach BIO-IT World 2012 w Bostonie.

Tak przedstawia korzyści z jej dostępności Dr Lin Fang, wiceprezes instytutu - „Zmniejszamy koszty i ułatwiamy sekwencjonowanie łańcuchów DNA, aby zwiększyć dostępność tych procesów dla większej liczby naukowców. Mamy nadzieję, że usługi tego typu doprowadzą do wprowadzenia analizy genetycznej jako praktycznego elementu klinicznej opieki zdrowotnej. Akceleracja oprogramowania przez procesory graficzne umożliwia analizowanie łańcuchów DNA szybciej niż kiedykolwiek. Skróciliśmy czas analizy z pięciu dni do pięciu godzin.

Możliwość analizy DNA konkretnej osoby pozwala na opracowanie terapii idealnie dostosowanej do jej problemów zdrowotnych.

Nvidia Tesla BGI Komputery EasyGenomics DNA sekwencjonowanie chmura
Analiza łancuchów DNA wykonywana jest przez procesory Nvidia Tesla M2070 oraz M2075. Firma spodziewa się zainteresowania tysięcy osób i już planuje rozbudowę farmy komputerów.

EasyGenomics wykorzystuje oprogramowanie Aspera Connect do transferu danych. Do przeprowadzenia obliczeń w chmurze wykorzystano zmodyfikowaną technikę przetwarzania rozproszonego Apache Hadoop MapReduce. Osiągnięto wydajność porównywalną z oprogramowaniem SOAPdenovo do analizy DNA, przy znacznie mniejszym zapotrzebowaniu na pamięć operacyjną.

Wyniki osiągnięte przez BGI we współpracy z Nvidią zbliżają się do wymagań nałożonych przez nagrodę Archon Genomics X PRIZE. Początkowo (w  2004 roku) wymagano, aby w ciągu 10 dni przeanalizowano dokładnie DNA 100 osób w cenie nie wyższej niż 10000 dolarów. Nowe, ogłoszone pod koniec 2011 roku wymagania to wykonanie w ciągu 30 dni sekwencjonowania całego genomu 100 osób w wieku ponad 100 lat w cenie nie przekraczającej 1000 dolarów.

DNA łancuch nvidia tesla easyGenomics sekwencja
EasyGenomics wykorzystuje techniki sekwencjonowania nowej generacji (next-gen sequencing), które pozwalają znacząco zmniejszyć koszty. Dla porównania projekt Human Genome ogłoszony w 1990 roku w ciągu 13 lat przeanalizował dane ludzkiego DNA (3 Gb informacji) w cenie 3 miliardów dolarów.

Czas już nie jest problemem, a ostatnią barierą, którą trzeba pokonać, aby usługa EasyGenomics stała się powszechnie dostępna i pomocna w leczeniu ludzi, jest cena. W tym roku, jak twierdzi Sumit Gupta, dyrektor produktów Tesla w Nvidii, spodziewane jest osiągnięcie wspomnianego progu 1000 dolarów za pojedynczą analizę.

To już jest duży sukces, biorąc pod uwagę czas w jakim uzyskiwane są wyniki, ale nadal niemało z perspektywy pacjenta. Z drugiej strony, DNA zmienia się w niewielkim stopniu w ciągu życia (pomijamy kwestię mutacji), więc nawet za taką kwotę perspektywa poznania własnego DNA jest kusząca. Tylko czy napewno będziemy chcieli je poznać?
 

Więcej o wykorzystaniu technologii obliczeniowych Nvidia:

Źródło: Nvidia

Komentarze

13
Zaloguj się, aby skomentować
avatar
Komentowanie dostępne jest tylko dla zarejestrowanych użytkowników serwisu.
  • avatar
    sawner
    10
    Jako że dość długo siedzę w genetyce, czuję się zobowiązany sprostować co nieco, bo mylicie pewne pojęcia.

    Oferowana usługa nie przyspiesza samego procesu sekwencjonowania DNA - bo nie da się tego zrobić wstawiając szybszy procesor. Sekwencjonowanie wykonuje się na sekwenatorach - starszych kapilarnych (odczyt sekwencji o długości ~700 nukleotydów w ciągu ok. 20 minut) lub tzw. sekwenatorów nowej generacji (działają na podobnej zasadzie co mikromacierze i pozwalają na bardzo szybkie sekwencjonowanie długich fragmentów - w praktyce wykonalne jest już uzyskanie sekwencji całego ludzkiego genomu w tydzień). Na szybkość działania tych urządzeń NIE mają wpływu procesory graficzne - bo sam proces jest ograniczany fizykochemicznymi właściwościami DNA (odpowiednio czas potrzebny na przeprowadzenie elektroforezy kapilarnej lub czas niezbędny do hybrydyzacji fragmentów DNA do płytki macierzowej).

    Procesory nVidii są tu wykorzystywane do przyspieszenia procesu obróbki danych uzyskanych z sekwencjonowania DNA (np. oddzielenie sekwencji kodujących od niekodujących, czy też wyszukanie specyficznych polimorfizmów powiązanych z chorobami genetycznymi)
    • avatar
      vegasnight9
      4
      Postęp medycyny w XXI wieku mnie zadziwia. Tylko czekać na pojawienie się leku na HIV i raka.
      • avatar
        Konto usunięte
        1
        Nvidia i rozwoj nauki nic nowego, do tego dochodzi Intel, szkoda ze inni nie biora w tym udzialu, ale przynajmniej liderzy nie obijaja sie i nie szczedza grosza.
        • avatar
          michael85
          0
          Myśląc jako człowiek mówię: To bardzo dobra informacja. Oby tak dalej. Postęp jest niesamowity.

          Myśląc realnie: Dla NFZ takie badania jeszcze przez 100 najbliższych lat, będą "nowością" za która fundusz nie będzie chciał płacić. Nie ważne że dzięki temu np. terapia "celowana" może być skuteczna, a nawet tańsza. NIE bo NIE!!!
          Po drugie tak jak ktoś napisał wyżej. Obecna sytuacja na rynku farmakologicznym jest dla firm wręcz idealna. Tłumy chorych na raka leczenie każdego z nich kosztuje dziesiątki tysięcy dolarów. Firmy zarabiają miliardy. Czy są zainteresowane wynalezieniem leku na raka? Odpowiedź jest jasna.
          Dla nas to może wydawać sie nieludzkie i wręcz niemożliwe. Dla koncernów to codzienność. Oni nie liczą się z nikim i z niczym. Bo bóg jest jeden i jest nim pieniądz. Ktoś napisze - teorie spiskowe.
          To dlaczego ludzie na których postawiono "krzyżyk" jadą do Chin i wracają zdrowi? Dlaczego osoba (znam osobiście) która ma pierwszą grupę, a lekarze nie chcieli dawać chemii pracuje i nawet nie wygląda na chorą? Polecam zainteresować się witaminą B17.
          • avatar
            Konto usunięte
            -1
            Czy wszedzie musi byc tem napis CHINY.
            Ludzie oni nas zjedza
            • avatar
              mw_1975
              0
              Jak zwykle postęp w medycynie najbardziej pomaga tym, który nie są chorzy. Przeanalizowanie czyjegoś DNA nie oznacza istnienia leku na jego chorobę.
              • avatar
                Sakret
                0
                mam nadzieje ze niedlugo znajda lek na raka czy inne choroby.