В НУ запустили новую вычислительную систему для геномных исследований и решения задач биоинформатики

Первую в Казахстане высокопроизводительную биоинформатическую вычислительную платформу для «больших геномных данных» и решения задач в области биоинформатики запустили ученые ЧУ «National Laboratory Astana» в Назарбаев Университете.

— Наличие Q-Symphony или “Qazaq symphony of bioinformatics”, а также установленные и оптимизированные биоинформатические методы позволяют нам успешно проводить анализ масштабных геномных данных человека и выявлять структурные геномные варианты, проводить сложный сравнительный и популяционный анализ. Если ранее на обработку одной вычислительной задачи требовалось два месяца, то теперь с Q-Symphony на этот процесс уходит до семи дней! — комментирует Улыкбек Каиров, ведущий научный сотрудник, руководитель Лаборатории Биоинформатики и Системной Биологии, Центра Наук о Жизни, ЧУ «National Laboratory Astana».

Для ученых, данные полученные с помощью Q-Symphony, в первую очередь могут служить основой и фундаментом для создания референсной базы данных геномных вариантов казахстанцев, а также дальнейшего изучения и сравнительного популяционного анализа геномных вариантов с описанными в научной литературе. Это в свою очередь позволит более эффективно применять данные референсной базы геномных вариантов в биомедицинской практике для оценки новых генетических вариантов у здоровых индивидуумов и пациентов с патологиями в казахской популяции.

Кроме того, эти данные могут быть использованы в медицине – для уточнения диагноза пациента с неясной этиологией, ассоциированного с генетикой человека, а в персонализированной медицине – для выявления генетических предрасположенностей и предупреждения возможных рисков развития патологий, а также оценки эффективности лекарственного препарата в зависимости от генетических особенностей. В медицине известно, что разные заболевания могут протекать по-разному, равно как и лекарственные препараты оказывают разное влияние в зависимости от геномных особенностей популяции.

Система Q-Symphony состоит из четырех основных узлов: узел входа или управления, узел памяти, сеть вычислительных узлов, объединенных в один и узел хранения. Все узлы объединены высокоскоростной сетью обмена данных Infiniband производительностью 100Гб/сек. Суммарные мощности вычислительных узлов: 172 ядра, 3072 Гб оперативной памяти и 198 Тб хранилища данных.

В Q-Symphony используется специальная система кеширования данных, объёмом 3.2ТБ, что позволяет ускорить ввод-вывод данных при прохождении отдельных задач. Затем данные автоматически перемещаются на обычные дисковые накопители. А система мониторинга обеспечивает удобное прозрачное отображение загрузки ресурсов и выполнения задач в 3D режиме визуализации.