فشرده‌سازی ۳۰۰ برابر اطلاعات DNA و دگرگونی در تحقیقات ژنومیک با استفاده از «متاگراف»

پیشرفت‌های حاصل‌شده در زمینه فناوری توالی‌یابی DNA منجر به افزایش چشمگیر داده‌های ژنتیکی در مخازن عمومی گردیده است. در این راستا، تیمی از محققان دانشگاه ETH Zurich به رهبری «میخائیل کاراسیکوف» موفق به طراحی یک سیستم به نام MetaGraph شده‌اند که در حقیقت عملکردی مشابه با گوگل برای داده‌های ژنتیکی دارد.

طبق گزارش ایتنا و به نقل از تک‌اسپات، این ابزار به‌عنوان یک گام بنیادی در راستای ایجاد یک موتور جست‌وجوی جهانی برای حوزه ژنوم به حساب می‌آید که توانایی جست‌وجو در میان میلیون‌ها توالی DNA و RNA را بدون نیاز به بارگذاری حجم قابل توجهی از داده‌ها مهیا می‌سازد.

مطالعه‌ای که منتشر شده، نشان می‌دهد که متاگراف یک چارچوب روش‌شناختی برای ایجاد نمایه‌ای مقیاس‌پذیر از داده‌های ژنتیکی فراهم می‌آورد. این سیستم به کاربران این امکان را می‌دهد تا در داده‌های خام زیستی جست‌وجو کنند، در حالی که سیستم‌های پیشین فقط بر اساس فراداده (metadata) توصیفی فعالیت می‌کردند و نتایج نامطلوبی ارائه می‌دادند. پژوهشگران اظهار داشته‌اند که جست‌وجو از طریق متاگراف به مراتب از نظر هزینه‌ای بصرفه‌تر است؛ به طوری که کل داده‌های ژنتیکی عمومی را می‌توان تنها در چند هارددیسک ذخیره نمود و برای هر جست‌وجوی بزرگ هزینه‌ای کمتر از ۰/۷۴ دلار به ازای هر مگابیس در بر خواهد داشت.

ساختار داده‌ای این موتور جست‌وجو به‌صورت یک ماتریس عظیم با میلیون‌ها ستون و تریلیون‌ها ردیف طراحی شده است. تیم تحقیقاتی ETH Zurich با استفاده از تکنیک‌های فشرده‌سازی پیشرفته، موفق به ذخیره‌سازی داده‌ها تا ۳۰۰ برابر فشرده‌تر از حالت نرمال گردیده‌اند؛ دستاوردی که به بیان دکتر «آندره کالس» از گروه انفورماتیک زیست‌پزشکی این دانشگاه، مرزهای قابل تصور در مدیریت داده‌های ژنتیکی را تغییر داده است.

 



پروژه متاگراف از سال ۲۰۲۰ آغاز و هم‌اکنون همچنان مراحل توسعه خود را طی می‌کند. در حال حاضر یک نسخه عمومی از این سامانه برای انجام جست‌وجوهای محدود در دسترس است و برنامه‌نویسان و پژوهشگران می‌توانند کد متن‌باز آن را در مخزن رسمی گیت‌هاب بررسی نمایند. این سیستم هم‌اکنون حدود نیمی از داده‌های ژنتیکی جهانی را نمایه‌سازی کرده و هدف‌گذاری شده که تا پایان سال جاری، کلیه داده‌های موجود را شامل شود.

محققان ETH Zurich علاقه‌مندند که شرکت‌های داروسازی از متاگراف به‌منظور تحقیقات داخلی خود بهره‌برداری کنند و در آینده کاربران عادی نیز قادر باشند تا با کمک این فناوری جست‌وجوهای ژنتیکی شخصی خود را انجام دهند. طبق اظهارات کالس، درست مثل اینکه در آغاز ظهور گوگل کسی تصور نمی‌کرد این موتور جست‌وجو چه دگرگونی‌هایی را به همراه خواهد آورد، MetaGraph نیز می‌تواند به ابزاری روزمره برای شناسایی دقیق‌تر گیاهان یا ویژگی‌های ژنتیکی افراد تبدیل گردد.

مشاهده بیشتر

نوشته های مشابه

دکمه بازگشت به بالا