研究人員可通過先進的計算技術分析新型冠狀病毒的基因組特性，并助力業(yè)界加快研發(fā)疫苗和免疫療法
2020年3月3日， 北京 — 英特爾、聯(lián)想以及華大基因今天宣布，三家公司正攜手加快COVID-19新型冠狀病毒的基因組特性分析。來自英特爾及聯(lián)想的專業(yè)技術與生命科學專家將通力合作，為華大基因的研究人員提供全新的大數(shù)據(jù)分析技術和計算資源，進一步提升其基因測序工具的分析能力，更高效地研究新型冠狀病毒的基因組特性。
英特爾和聯(lián)想攜手為華大基因提供的技術包括一個大型高性能計算集群，可用于處理從華大DNBSEQ-T7 測序系統(tǒng)讀取的高通量數(shù)據(jù)。華大基因的研究人員將能夠通過全新的高性能計算和基因組分析技術，以及英特爾和聯(lián)想的相關資源和專業(yè)知識，進一步加速他們對新型冠狀病毒的基因組特性研究。該技術將支持科學家研究病毒的毒性、傳播模式、病原體與宿主間的相互作用，進而助力流行病學及疫苗設計研究。這些工作對于未來創(chuàng)建更好的診斷方法和設計有效的疫苗或其他保護性措施(例如免疫療法)是非常必要的。
實驗人員正在操作華大DNBSEQ-T7測序儀(華大基因供圖)
通過這項合作，華大基因將得以繼續(xù)優(yōu)化其新型冠狀病毒檢測試劑盒并獲取大量有價值的信息。這些信息將有助于確定將來開發(fā)有效疫苗或治療方法的潛在靶標。通過英特爾和聯(lián)想的共同努力，聯(lián)想的超算技術支持并優(yōu)化了“基因組優(yōu)化和可擴展性工具”，(簡稱GOAST，首個獲得英特爾®精選解決方案驗證的基因組分析工具)，可為全基因組測序和全外顯子測序的計算提供高達40倍【注1】的加速，助力華大基因優(yōu)化計算過程，高效處理數(shù)據(jù)，更快地生成可靠的基因組分析成果，從而縮短科研和臨床觀察的時間。
“目前我們對這個新型冠狀病毒還有很多不了解的地方。華大基因通過分析病毒基因組數(shù)據(jù)，加速對感染者的快速識別和基因組特性的研究，而這些工作需要投入巨大的計算資源，這恰恰是我們可以發(fā)揮作用的地方。”英特爾市場營銷集團副總裁兼中國區(qū)總經(jīng)理王銳表示，“因此，我們緊密攜手，為正在防疫一線進行病毒研究的科學家提供更多的計算資源和專業(yè)支持，希望與狡猾的病毒賽跑，助力疫情防控，拯救更多生命。”
聯(lián)想集團高級副總裁、企業(yè)科技集團總裁童夫堯表示：“新型冠狀病毒肺炎的疫情牽動著全國人民的心。聯(lián)想作為全球領先的HPC廠商，一直致力于為生命科學研究提供計算力支持。來自英特爾及聯(lián)想的大數(shù)據(jù)分析和健康與生命科學方面的專家，將整合我們的資源及專業(yè)技術，幫助解決目前面臨的嚴峻挑戰(zhàn)，推動健康和生命科學的發(fā)展進程。”
華大DNBSEQ-T7測序儀 (華大基因供圖)
在基因測序工作中，每毫升體液通常會包含數(shù)百萬個不同的病毒體，而每個病毒體的基因組則包含大約30,000個DNA堿基或字母。華大基因正在對許多感染患者和疑似感染患者的微生物進行基因測序，因此這些研究工作將會生成TB級乃至PB級的海量數(shù)據(jù)。要想高效地快速處理這些重要數(shù)據(jù)，就需要采用更為先進的HPC基礎架構、計算技術以及優(yōu)化的基因組分析方法。
華大基因總部位于深圳，是全球領先的專注于生命科學和基因研究的公司之一。 華大基因首席信息官晉向前表示：“華大基因已對數(shù)百份臨床樣本進行了測序，以分析和區(qū)分感染的并發(fā)癥。生物信息學領域的技術，例如基因組比對、基因組組裝、基因組注釋和病毒核酸片段的系統(tǒng)分析，是一個高密度的計算過程，因此足夠的高性能計算對于提高分析效率至關重要。能夠使用最新的高性能計算和基因組分析技術是提高分析效率的重要因素。該設備和技術將加快對新型冠狀病毒感染者的快速識別和病毒基因組特性的研究，為新型冠狀病毒的精準診斷、治療和疫情防控提供強有力的支持。”
【注1】聯(lián)想的GOAST架構基于博德研究所(Broad Institute)的GATK Germline的驗證標準，在NA12878樣本的30倍全基因組和50倍外顯子上調用工作流，將性能提升最高達40倍，這是一個精心策劃的參考人類基因組，代表了基因組學領域的高質量黃金標準。有關詳細信息，請參閱https://en.resources.lenovo.com/intel-select-solutions/goast。 結果可能無法反映所有公開可用的系統(tǒng)調整。性能可能因輸入數(shù)據(jù)大小、輸入格式、排序深度/覆蓋范圍、順序工作流中的分析步驟、生物信息學工具的選擇、工具版本和集群環(huán)境而異，但不限于此。
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