用高性能计算来识别蚊子基因缺陷,抵抗病毒传播吧
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17-05-07 07:09:40
[ 文章导读 ] 夏天到了,蚊子多起来了。据专家说,最为活跃的,是致倦库蚊、白纹伊蚊(俗称“花脚蚊”)、三带喙库蚊三种。致倦库蚊 […]

夏天到了,蚊子多起来了。据专家说,最为活跃的,是致倦库蚊、白纹伊蚊(俗称“花脚蚊”)、三带喙库蚊三种。致倦库蚊爱“宅”,而白纹伊蚊爱“野”。但是,最重要的是,怎么才能阻断它们带来的病毒传播?

用高性能计算来识别蚊子基因缺陷,抵抗病毒传播吧

Baylor 医学院基因组结构中心 (TC4GA, The Center for Genome Architecture) 的研究人员领导的一个团队,日前使用 IBM、Mellanox 和英伟达技术组装(assemble)了携带西尼罗河病毒的

致倦库蚊的基因组,其基因组包含了 12 亿个字母数量的信息。这个新的基因组可帮助科学家识别该类型蚊子的相关缺陷,从而更有效地抵抗西尼罗河病毒,这些缺陷会被病毒利用来进行散播。。

VOLTRON”的高性能计算 (HPC) 系统基于 IBM Power Systems 平台,提供了必要的可扩展 HPC 能力来完成基于数据的各种研究活动。最近,Baylor 医学院和全球领先的超级计算机构,美国能源部的橡树岭和劳伦斯利弗莫尔国家实验室以及英国政府科学技术设施委员会的哈特利中心选用了 IBM 的 Power Systems 平台来执行尖端 HPC 研究。

VOLTRON 的 3D 组装(3D assembly)正在改变研究人员的基因组测序方式,它使用 DNA 折叠模式来跟踪细胞核中交错的基因组,最终得到的方法更快且更经济。例如,最初的人类基因组项目花了 10 年,耗费 40 亿美元,而 3D 组装方法在数周内以不到 10,000 美元的成本就生成了类似的基因组序列。

需要对抗某些疾病(比如西尼罗河病毒)的爆发时,开展这些工作的紧迫性不言而喻。

“利用 IBM POWER8 和 Mellanox InfiniBand 互联技术,我们现在能改变基因组组装方式,”Baylor 医学院基因组结构中心的博士后研究员 Olga Dudchenko 说。“尽管我们最初创建 VOLTRON 是为了对人类基因进行测序,但该方法也可用于各个其他物种。这为我们提供了研究蚊子的机会,因为蚊子携带的疾病影响着全球许多人。”

“3D 组装和 IBM 技术是绝佳的组合:前者需要超高的计算能力,而后者正好提供了这种能力,”基因组结构中心主管 Erez Lieberman Aiden 说。

基因组结构中心正与 Mellanox 公司紧密合作,借助 VOLTRON 高性能计算系统最大限度发挥其研究的作用。利用 Mellanox 的智能互联技术和加速引擎,TC4GA 能为其研究人员提供一个高效且可扩展的平台来增强基因组测序工作,从而为全球的致命人类疾病寻找有效的疗法。

此项 Baylor 医学院研究突破的关键在于,IBM 和 NVIDIA 开展多年合作,设计的系统能采用 POWER 处理器的开放架构来充分利用 NVIDIA® Tesla ® 加速计算平台。

VOLTRON 的设计中结合了 POWER 和 Tesla 技术,使 Baylor 研究人员能以难以置信的速度处理极大量的数据。Voltron 包含由 4 个系统构成的集群,每个系统包含由 NVIDIA 工程师调优的 8 个 NVIDIA Tesla GPU,以帮助 Baylor 研究人员在其数据密集型基因组研究计算方面实现最佳的性能。


相关参考:http://www-31.ibm.com/ibm/cn/ibm100/icons/mappinghumanity/index.shtml

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