Инициатива в Иллинойсе создает футуристический центр для анализа геномов
Инициатива CompGen объединяет ведущих специалистов в области геномики и вычислительных наук из Института геномной биологии и Лаборатории координации науки для создания новой технологии прорывов в геномике.
Один человеческий геном состоит примерно из 3 миллиардов нуклеотидов. Чтобы осмыслить эту уникальную "инструкцию", генетики сравнивают множество секвенированных геномов. Новый центр CompGen поможет исследователям анализировать триллионы нуклеотидов.
"Эта система произведет революцию в геномных исследованиях, позволив ученым глубже понять чрезвычайно сложные большие наборы данных", — сказал директор Института геномной биологии Джин Э. Робинсон.
Исследователи полагают, что центр с его современным оборудованием, программным обеспечением и инновационными алгоритмами сделает анализ ДНК более точным и эффективным.
"Меня очень интересует, как ускорить получение ответов на многочисленные вопросы генетиков", — сказал профессор Равишанкар Айер. — "С помощью нового поколения адаптивных процессоров мы можем настроить их для выполнения точного анализа геномных данных при ускорении вычислений".
Будет создан центральный процессор (CPU), который занимается только одним — анализом генетических данных — но делает это очень быстро. Данные также будут надежно защищены.
Уникальность Иллинойса
Иллинойс обладает уникальной междисциплинарной экспертизой, чтобы сделать этот центр реальностью.
"Я не верю, что кто-то другой мог бы сделать это сегодня", — сказал Айер.
Инициатива также будет способствовать диалогу между биологами, компьютерными специалистами и инженерами.
"Каждая из двух сторон прилагает большие усилия, чтобы понять другую", — сказал Виктор Йонгенел, директор по биоинформатике IGB. — "Они знают, что нужны друг другу".
Визуализация
В конечном итоге команда надеется добавить к проекту компонент визуализации, который поможет исследователям визуализировать генетические данные в реальном времени. Гигантские экраны будут отображать аналитику в реальном времени.
"В прошлом они не могли по-настоящему взглянуть и увидеть это, но с помощью нового математического анализа мы можем количественно оценить такие многосторонние взаимосвязи для них", — пояснил Айер.
Поддержка
CompGen уже получил грант в размере 2,6 миллиона долларов на 4 года от Национального научного фонда (NSF) для разработки основного исследовательского оборудования.
Раньше получатели были ограничены покупкой готового оборудования. Теперь у CompGen есть свобода создать новую машину, оптимизированную для анализа геномов.
"Речь идет не только о покупке передового оборудования", — сказал Йонгенел. — "Если вы просто покупаете оборудование, это дорогая подставка для двери. Задача состоит в том, чтобы выяснить, как лучше всего собрать этот инструмент и как лучше всего адаптировать его для решения текущих задач".
При финансовой поддержке офиса проректора и офиса вице-канцлера по исследованиям, CompGen примет двух новых преподавателей, а также студентов компьютерных и инженерных специальностей.
Для максимизации усилий CompGen исследователи Иллинойса сотрудничают с более чем 15 компаниями и учреждениями, включая IBM, Abbott Laboratories, клинику Майо, Бейлорский медицинский колледж, Microsoft и Индийский институт Тата.
"Мы невероятно взволнованы перспективами этой новой инициативы, которая предоставит ученым мощные новые инструменты для решения некоторых грандиозных задач в биологии, связанных со здоровьем, питанием, энергией и окружающей средой", — заключил Робинсон.