Создана новая система, способная произвести полный анализ генома человека всего за 90 минут

Анализ ДНК


Группа исследователей, инженеров и программистов из Общенациональной детской больницы (Nationwide Children's Hospital) разработала новый максимально оптимизированный метод анализа, использование которого кардинально сокращает время поиска в геноме человека мутаций, генетических отклонений и участков, отвечающих за ряд заболеваний, передающихся по наследству. И если раньше на проведение такого анализа требовались недели, то теперь он производится в течение полутора-двух часов времени.

"На первое определение последовательности (секвенсирование) генома человека потребовалось приблизительно 13 лет и 3 миллиарда долларов" - рассказывает Питер Вайт (Peter White), директор Центра биомедицины и геномики, - "Теперь, при помощи нашей системы даже малочисленные исследовательские группы смогут произвести полное секвенсирование и анализ генома человека за несколько дней. При этом, на выходе нашей системы ученые получат упорядоченную информацию, которая сразу может быть использована в дальнейших исследованиях и в клинических испытаниях".

Для произведения анализа генома, который представляет собой огромный набор данных, Питер Вайт и его коллеги разработали аналитический алгоритм, который получил название "Черчилль" (Churchill). В этот алгоритм включены все необходимые из самых новых вычислительных методов, которые прошли коренную модернизацию и оптимизацию для более полного соответствия решаемой задаче.

Последовательность генома


"Алгоритм "Черчилль" позволяет полностью автоматизировать аналитический процесс, прогоняя весь массив сырых данных через комплексную последовательность алгоритмов специализированного анализа, которые представляют собой достаточно тяжелые с вычислительной точки зрения процессы. В конечном счете получается список всех генетических отклонений и особенностей, готовый к третичной обработке и к клинической интерпретации" - объясняет Питер Вайт, - "Каждый из шагов процесса был максимально оптимизирован, а при его работе не нарушается целостность данных, из которых со 100-процентной точностью можно восстановить все исходные данные".

Точность и эффективность работы алгоритма "Черчилль" была подтверждена специальными тестами, разработанными специалистами Национального института стандартов и технологий (National Institute of Standards and Technology, NIST). Это тестирование показало, что точность работы алгоритма составляет от 99.7 до 99.99 процента, а эффективность использования всех ресурсов вычислительных систем достигает 99.66 процента. Кроме этого, алгоритм "Черчилль" эффективно работает, используя ресурсы нескольких серверов, в то время, как другие системы анализа генома могут работать лишь на единственном компьютере, эффективно используя всего 30 процентов от доступных вычислительных ресурсов.

И в заключение следует отметить, что эффективность алгоритма "Черчилль" и его высокая скорость работы позволят в скором будущем перевести медицину на качественно иной более высокий уровень, когда для лечения каждого пациента будут использоваться данные, почерпнутые из его собственного генома.


Первоисточник
Вернуться назад