Где находятся новые виды коронавирусов
Бывший постдокторский научный сотрудник UBC возглавил международную исследовательскую группу по повторному анализу всех общедоступных данных секвенирования РНК, чтобы обнаружить почти в десять раз больше РНК-вирусов, чем было известно ранее, включая несколько новых видов коронавирусов в некоторых неожиданных местах.
Эта планетарная база данных РНК-вирусов может помочь быстро выявить распространение вирусов на людей, а также те вирусы, которые поражают домашний скот, сельскохозяйственные культуры и исчезающие виды.
Доктор Артем Бабаян (он/он) стоит за сотрудничеством Serratus Project. Ошеломляющие результаты исследования были опубликованы в престижном научном журнале Nature на прошлой неделе.
По словам Бабаяна, работая с Центром облачных инноваций, государственным и частным сотрудничеством между UBC и Amazon Web Services, проект Serratus смог создать «смехотворно мощный» суперкомпьютер на AWS, эквивалентный по мощности 22 500 процессорам.
Считка данных о последовательности генов
Суперкомпьютер прочитал 20 миллионов гигабайт общедоступных данных о последовательности генов из 5,7 миллиона биологических образцов по всему миру в поисках определенного гена, указывающего на присутствие РНК-вируса. Образцы собирались и свободно распространялись в мировом исследовательском сообществе в течение 13 лет и включают в себя все, от образцов ледяных кернов до навоза животных.
Исследователи из проекта Serratus обнаружили 132 000 РНК-вирусов (ранее было известно всего 15 000) и девять новых видов коронавирусов. По оценкам Бабаяна, без CIC и облака AWS традиционному суперкомпьютеру потребовалось бы более года и сотни тысяч долларов, чтобы выполнить 2000 лет процессорного времени, необходимого для этого анализа. Серратус сделал это за 11 дней за 24 000 долларов.
Карта данных мирового секвенирования. Кредит: Проект Серратус
«Мы вступаем в новую эру понимания генетического и пространственного разнообразия вирусов в природе и того, как самые разные животные взаимодействуют с этими вирусами. Есть надежда, что нас не застанет врасплох, если снова появится что-то вроде SARS-CoV-2 — нового коронавируса, вызывающего COVID-19. Эти вирусы легче распознать, и быстрее найти их естественные резервуары. Настоящая цель состоит в том, чтобы эти инфекции распознавались так рано, чтобы они никогда не перерастали в пандемии», — сказал Бабаян, который имеет докторскую степень в области медицинской генетики Университета Британской Колумбии и в настоящее время является научным сотрудником Бантинга в Кембриджском университете.
Секвенирование этой крови
«Если у пациента наблюдается лихорадка неизвестного происхождения, после секвенирования этой крови вы теперь можете связать этот неизвестный вирус в организме человека с гораздо большей базой данных существующих вирусов. Если, например, у пациента в Сент-Луисе обнаружена вирусная инфекция неизвестного происхождения, теперь вы можете выполнить поиск по базе данных примерно за две минуты и связать этот вирус, скажем, с верблюдом в Африке к югу от Сахары, взятым в 2012 году».
Бабаян, 32 года, проводил генетические исследования рака BC, когда разразилась пандемия COVID-19, и он переключил передачу.
- Работа, которая, по словам заниженного Бабаяна, началась как «забавный побочный проект», началась 3 марта 2020 года, когда он и его друг, партнер по скалолазанию, студент инженерного факультета Университета Британской Колумбии Джефф Тейлор, набросали идею «на обратной стороне салфетки». — сказал Бабаян. «Я должен был сохранить эту салфетку», — заметил он.
- Вскоре после этого Бабаян обратился за помощью в Центр облачных инноваций UBC. Родился Серратус, названный в честь горы Серратус в хребте Тантал в Британской Колумбии, которую он и Тейлор наблюдали во время восхождения в 2020 году.
- Бабаян вспоминал, что сидел в кресле своей жены для медсестер, когда на его ноутбуке начали появляться первые результаты, указывающие на то, что Серратус не только работает, но и производит данные почти непостижимо быстро.
«Вероятно, это был самый захватывающий научный период в моей жизни, — сказал он. «Есть два вида развлечений. Тип 1 улыбается и веселится. Тип 2 — это когда вы несчастны, но память сияет, как скалолазание. Во многих отношениях Серратус — это забава Типа 2. Просто нужно верить, что все получится».
Бабаян сказал, что он не смог бы выполнить эту работу без поддержки Центра облачных инноваций UBC.
«Центр облачных инноваций действительно открыл нам двери», — сказал он. «У нас была идея, и они привлекли экспертов из своих сетей, чтобы воплотить ее в жизнь. Теперь мировое сообщество может извлечь выгоду из всех этих ранее неиспользованных исследований».
«Артем обратился к нам с инновационным видением. Сила Центра облачных инноваций заключается в том, что мы объединяем наши внутренние команды по инновациям и технологиям из UBC с командами из Amazon Web Services», — сказала Марианна Шредер, директор Центра облачных инноваций UBC. «Для нас было большой честью поддержать реализацию этого видения; мы помогаем найти технологическое решение сложных проблем».
Центр, который был открыт прямо перед пандемией в январе 2020 года, поддерживает задачи, направленные на здоровье и благополучие населения. На сегодняшний день команда опубликовала более 20 проектов, включая эталонную архитектуру и руководства по развертыванию всех доступных открытых исходных кодов.
«Хотя общедоступное облако, каким мы его знаем, существует уже 15 лет, последние несколько лет инноваций в Amazon Web Services действительно сделали исследования геномики возможными по-новому», — сказала Корал Кеннетт, глава Центра Amazon Web. Услуги. «Мы смогли предоставить Артему доступ к вычислительной мощности за копейки за запрос. Мы настоятельно рекомендуем исследовательскому сообществу представлять свои проекты и идеи в Центр облачных инноваций, чтобы появилось больше инноваций, приносящих пользу сообществу».
Метки: Генетика
Исследователи обнаружили, что рак желудка образует электрические связи с близлежащими чувствительными нервами, создавая злокачественные цепи, которые способствуют росту и распространению рака. Рак желудка формирует электрические цепи с нервами, подпитывая свой рост, и этот процесс можно остановить с помощью препаратов от мигрени. Это первый задокументированный случай электрической связи между нервами и раком за пределами мозга, что…
Шведское исследование с участием почти 9000 человек изучает связь между кишечными бактериями и здоровьем сердца и показывает, что некоторые бактерии полости рта, в частности из рода Streptococcus, могут способствовать развитию атеросклеротических бляшек в мелких артериях сердца. Исследование проанализировало данные кишечных бактерий и визуализации сердца у 8973 человек в возрасте от 50 до 65 лет из…
Лаборатория Тушля стала пионером нового класса противовирусных препаратов, нацеленных на вирусные метилтрансферазы, ферменты, необходимые для РНК-вирусов, таких как SARS-CoV-2, Эбола, лихорадка денге. Этот инновационный подход предлагает высокоселективное лечение с минимальными побочными эффектами и потенциалом для комбинирования с существующими методами лечения для предотвращения лекарственной устойчивости. Ученые разработали противовирусные препараты, нацеленные на вирусные метилтрансферазы, предлагая новую стратегию…
Исследователи определили, что G-квадруплексы способствуют вредоносной агрегации белков при нейродегенеративных заболеваниях. Блокирование G4 с помощью 5-ALA остановило симптомы, похожие на симптомы болезни Паркинсона, у мышей, что указывает на многообещающий путь раннего вмешательства в заболевание. Новаторский механизм образования вредных белковых агрегатов Исследователи из Университета Кумамото открыли новаторский механизм образования вредных белковых агрегатов, которые способствуют развитию нейродегенеративных…
Новое исследование показывает, что использование анализа ДНК для скрининга новорожденных может обнаружить гораздо более серьезные, но излечимые заболевания, чем традиционные методы. Исследование, названное GUARDIAN, является одним из первых крупномасштабных проектов по использованию секвенирования генома для новорожденных, и первые результаты показывают, что этот подход может значительно улучшить медицинское обслуживание детей. Первые результаты исследования скрининга новорожденных показывают,…
