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乔布斯、安吉丽娜.朱莉都用过的基因检测,为什么需要超算力量?



乔布斯、安吉丽娜.朱莉都用过的基因检测,为什么需要超算力量?


没错,上图就是那个演过《古墓丽影》、《沉睡魔咒》、《史密斯夫妇》的好莱坞著名影星安吉丽娜·朱莉。


2007年朱莉56岁的母亲玛奇琳·伯特兰德因乳腺癌去世,2013年,朱莉的姨妈黛比·马丁也因患乳腺癌去世。乳腺癌家族史的出现,据医生估计,朱莉87%的几率会患上乳腺癌,50%的几率会患上子宫癌,当然这种几率因人而异。为了不重蹈这样的覆辙,朱莉决定主动出击,通过基因检测,最终检测出了她身体里确实有一个“缺陷”基因——BRCA1。检测出来后,朱莉毅然选择了乳腺切除手术,将乳腺癌的发病风险降至最低。值得注意的是,是“乳腺切除手术”,不是网传的“乳房切除手术”。


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还有我们喜爱的苹果之父——乔布斯,他是全世界最早的20个测全基因组的人之一,幸运的是,乔布斯通过肿瘤基因,做一个精准用药,全方位治疗,成功的将胰腺癌通常生存期不超过一年,成功存活了七年。遗憾的是,乔布斯还是得胰腺癌去世了。虽然把基因检测出来了,但由于当时只有20个人检测,可以比较的基因组没有那么多,如果要更精准用药,就需要达到一百万人级别的基因检测。



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基因测序能做什么?通过基因测序能提早预防癌症,还可以寻找最优的药物治疗方案,得到安全分析和比较的数据越多,癌症患者的治疗方案将会越精准。



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什么是基因测序?基因测序——打开人类生命的终极密码。基因测序是一种新型基因检测技术,能够从血液或唾液中分析测定基因全序列,预测罹患多种疾病的可能性,个体的行为特征及行为合理。基因测序技术能锁定个人病变基因,提前预防和治疗。


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基因测序有多难?为什么需要超算?


每个人的细胞里大约有30亿个字母,基因测序就是要从这30亿个字母里,找到几个错误的字母。


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30亿个字母是什么概念?你可以想象有1000套《莎士比亚全集》,然后要在这1000套文字量里找出几个错误的字母,可想工程量有多大。


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转化为数据来说,一个完全测序的人类基因组包含100GB-1000GB的数据量。那么一百万人基因组数据将达1EB(1000000TB)的数据量。


如果要做大量的个体基因测序,那么就需要海量的数据存储能力。同时,分析一个人基因组200GB数据的单机计算耗时为30小时。若以这样的数据分析计算速度,对大量个体的全基因组进行组装分析,是难以想象的。对于很多医疗科研项目来说,基因测序对计算力、内存的要求,超算无疑是最好的选择。事实上,不仅是基因测序,对于新药的研发,药物筛选、蛋白质结构预测、筛选等工作都需要强大的算力,为医疗工程提供稳定高效的数据运算支持,降低药物前期研发的成本与周期。


图片来源网络



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对于算力的提供:


买物理机自建强大的算力中心,其成本不是每个机构都能承担的。


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生物医疗合作案例:


和华盛顿大学贝克实验室合作用于蛋白质结构预测、蛋白质对接和蛋白质设计,其主要侧重于提高蛋白质组学方法的精确性和稳固性,并为几种特定重大疾病研究特效药。和World Community Grid合作助力揭开HIV、阿尔茨海默氏病、癌症等疾病的遗传密码,改进自然灾害预测系统,并为保护食品和水供给的研究提供支持。


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