云計(jì)算為什么可以基因測序中持續(xù)發(fā)展落地？

隨著基因工程在疾病風(fēng)險(xiǎn)、祖源分析等一些新應(yīng)用新場景的出現(xiàn)，催生了不同的算力需求，對計(jì)算架構(gòu)也提出更高要求。生物測序可以說是信息技術(shù)和生物技術(shù)緊密結(jié)合的行業(yè)，需要借助高性能計(jì)算來處理海量爆炸的數(shù)據(jù)資源！

基因測序通常會(huì)面臨以下三個(gè)痛點(diǎn):

1 基因測序業(yè)務(wù)一般分為項(xiàng)目型，有波峰波谷的區(qū)別，為了足夠的資源支撐的同時(shí)不造成資源浪費(fèi)，會(huì)選擇云計(jì)算彈性使用的資源。

2 復(fù)雜基因組在各個(gè)測序分析的階段需要借助不同規(guī)格的計(jì)算資源，線下計(jì)算集群往往無法適應(yīng)快速的擴(kuò)縮容。

3 目前的三代測序已成為重要的技術(shù)趨勢，云計(jì)算能夠更好的滿足其對算力方面的要求。

上述所說的是算力方面，而實(shí)際上，基因測序企業(yè)更偏愛云計(jì)算平臺(tái)，這就和傳輸/存儲(chǔ)拖不了干系：

1 基因測序最高每天甚至有十幾個(gè)T的基因下機(jī)數(shù)據(jù)，海量的數(shù)據(jù)傳輸需求和存儲(chǔ)對傳輸帶寬要求極高。

2 行業(yè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)包括規(guī)劃、分配、回收、歸檔等過程，運(yùn)維成本極高。

3 基因測序中涉及到相當(dāng)多的敏感數(shù)據(jù)，對于安全的要求極高。

北鯤云為基因測序行業(yè)用戶提供高性能計(jì)算完整解決方案，搭建NGS數(shù)字化全流程平臺(tái)，幫助用戶降低計(jì)算資源成本，解決IT/運(yùn)維問題，提高研發(fā)效率。對于基因測序的各大痛點(diǎn)，都有招數(shù)一一化解。

最近北鯤云贊助天津大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院團(tuán)隊(duì)TJUSLS_China參賽并斬獲金獎(jiǎng)（Gold Medal）。

今年 TJUSLS_China 團(tuán)隊(duì)的研究對象是 Proteinase K（蛋白酶 K）。目前商業(yè)化的 Proteinase K 產(chǎn)品大都面臨鈣離子依賴性及不耐熱的問題。 TJUSLS_China 團(tuán)隊(duì)2022年的項(xiàng)目利用合成生物學(xué)的方法設(shè)計(jì)生產(chǎn)出了既不依賴鈣離子，常溫下熱穩(wěn)定性也顯著增強(qiáng)的 Proteinase K 突變體（Capsid ripper）。 以上項(xiàng)目研究成果得到了大賽評委及專家的高度評價(jià)，特別是對隊(duì)伍提出的新穎蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)策略予以了充分肯定。

在項(xiàng)目的建模部分，團(tuán)隊(duì)需要使用 AlphaFold 2和GROMACS兩款軟件，此過程既需要 GPU 算力，也需要 CPU 算力。算力不足，服務(wù)器連接困難、難以并行運(yùn)算等多個(gè)問題導(dǎo)致項(xiàng)目進(jìn)度緩慢。

項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)過程中，北鯤云為團(tuán)隊(duì)提供了有力的平臺(tái)支持和充足的算力支持，北鯤云基于通用、便捷、智能的作業(yè)調(diào)度系統(tǒng)和公共服務(wù)，為上層應(yīng)用提供技術(shù)保障，也團(tuán)隊(duì)提供了強(qiáng)大HPC云端算力。兩者融合，共同發(fā)力打造一站式高性能計(jì)算平臺(tái)，提供穩(wěn)定、高效、安全的計(jì)算服務(wù)，為團(tuán)隊(duì)取得好成績奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

團(tuán)隊(duì)在計(jì)算過程中，無需改變平時(shí)使用習(xí)慣，軟件開箱即用，在SSH連接方式中通過Slurm命令即可輕松提交任務(wù)。極易上手的平臺(tái)操作大大提高工作效率。在算力資源方面，主要選擇了32核Intel Xeon(Cascade Lake) Platinum 8269/8269CY，在保證運(yùn)算速度的同時(shí)大大的降低了成本。在時(shí)間緊張時(shí)，最高選擇了192核Intel Xeon Platinum (Cooper Lake) 8369 3.3 GHz/3.8 GHz進(jìn)行運(yùn)算，極大的縮短了計(jì)算時(shí)間。

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審核編輯黃昊宇