Un equipo internacional de científicos, dirigido por investigadores del Genome Institute of Singapore GIS de A * STAR y el Bioinformatics Institute BII, ha desarrollado SIFT 4G SIFT for Genomes, un software que puede conducir a un análisis genómico más rápidoEste desarrollo fue publicado en la revista científica. Protocolos de la naturaleza .
La secuenciación del genoma ha sido fundamental para mejorar el conocimiento de las enfermedades humanas, al permitir a los científicos comprender sus mecanismos biológicos subyacentes. También ha sido fundamental en el impulso global hacia la medicina de precisión, donde el perfil genético de una enfermedad o paciente podría mejorar la decisión clínica-fomentar la determinación de los pronósticos y el tipo de tratamiento prescrito para los pacientes, allanando el camino para mejores resultados de atención médica.
Si bien los avances tecnológicos han permitido la generación de grandes cantidades de datos sobre el cuerpo humano y otros organismos, un problema que enfrenta la comunidad científica es la capacidad de analizar bien tales grandes cantidades de datos.
Basado en los mismos principios que su predecesor, SIFT 4G puede preparar predicciones para genomas a una velocidad mucho más alta. Una vez que las predicciones están listas, se almacenan en una base de datos y están listas para el análisis del genoma. El uso de unidades de procesamiento de gráficos GPU en lugar de unidades de procesamiento central CPU ha dado como resultado tiempos de predicción mucho más cortos y la capacidad de construir bases de datos para una gran cantidad de organismos. SIFT 4G ya tiene predicciones disponibles para más de 200 organismos, sirviendo así a una comunidad de investigación más grande.
Si bien anteriormente se necesitaron 25 días en 10 CPU para crear una base de datos para las predicciones de SIFT, ahora solo lleva tres días en una sola GPU con SIFT 4G. Al usar una GPU en lugar de una CPU, el tiempo de procesamiento de una proteína disminuyó sustancialmentede 4,2 minutos a 2,6 segundos. Una vez que las predicciones estén listas, los investigadores pueden usar la base de datos para analizar los genomas en solo cinco minutos.
La mayor eficiencia en el análisis del genoma empoderará a la comunidad investigadora en el avance de la ciencia y el desarrollo de tecnología que pueda beneficiar la salud humana. Las capacidades bioinformáticas y genómicas desarrolladas en BII y GIS permiten a ambos institutos desempeñar un papel clave en la interpretación rápida y precisa de los datos biológicospara comprender la función de los genes, sus interacciones y el desarrollo de enfermedades.
Además de sus beneficios obvios para mejorar los resultados de atención médica, la secuenciación del genoma ha traído avances significativos en los campos agrícolas, así como en la investigación básica. La secuenciación de diferentes razas o cepas del mismo organismo puede conducir a una comprensión de la base genética de su observabilidadcaracterísticas.
Por ejemplo, se secuenciaron más de 3.000 genomas de arroz para interpretar la diversidad genética que subyace a rasgos como la tolerancia al frío y la calidad del grano. Estos tipos de encuestas pueden generar un gran impacto, lo que lleva a algunos a estimar el mercado de secuenciación en aplicaciones agrícolas y otras aplicaciones industrialesse valorará en más de S $ 7 mil millones. La investigación básica también se beneficia del aumento de la secuenciación del genoma; por ejemplo, la secuencia del genoma de Drosophila se ha aplicado para comprender mejor los fundamentos de los procesos evolutivos.
Autor principal correspondiente de la investigación, Dra. Pauline Ng de GIS, que creó el algoritmo SIFT con sus asesores de doctorado, el profesor Steven Henikoff y Jorja Henikoff, en el Centro de Investigación del Cáncer Fred Hutchinson FHCRC hace más de 15 años -está encantado con lo que SIFT 4G puede ofrecer.
El Dr. Ng dijo: "Estoy emocionado de que SIFT 4G haga posible un descubrimiento más rápido para los investigadores que estudian mutaciones en su organismo de elección. Cualquier investigador que esté estudiando la variación genética en un organismo cuyo genoma ha sido secuenciado ahora puede caracterizar sumutaciones sin sentido con SIFT 4G. Su funcionalidad ampliada para muchos genomas ahora permitirá a los investigadores de todo el mundo usarlo como un recurso en diversos proyectos ".
El director ejecutivo de BII, Dr. Frank Eisenhaber, dijo: "Los algoritmos novedosos y las arquitecturas de procesador son esenciales para hacer frente a las enormes cantidades de datos recopilados en bases de datos biológicas, que a menudo superan los avances en el rendimiento de la computadora. Esta es solo una de las formas en que la bioinformáticay la biología computacional se puede utilizar para avanzar en la investigación y la comprensión de los procesos biológicos "
El Director Ejecutivo de GIS, Profesor Ng Huck Hui, dijo: "El tiempo es esencial, especialmente cuando se trata de los campos de investigación. Tenemos que ser capaces de adaptarnos rápidamente para mantenernos al día con el panorama biomédico y de la salud en constante evolución; SIFT 4G es una herramienta poderosa para que lo hagamos. Acelerará el tiempo necesario para el análisis del genoma y eso solo puede beneficiar a la comunidad de investigación y al público en general ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Institutos de Ciencias Biomédicas BMSI . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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