Pozrite si
Vedci z NVIDIA a Harvardu dosiahli prielom v genetickom výskume. Schopnosť analyzovať genóm rýchlejšie a lacnejšie bude mať pozitívne dopady pri identifikácii špecifických mutácií alebo biomarkerov, ktoré by mohli identifikovať určité choroby, ako je Alzheimerova choroba, alebo rakovina. Môže dokonca pomôcť pri vývoji liekov tým, že umožní vedcom zistiť, ako choroba funguje.
Za novou metódou je sada nástrojov na hĺbkové učenie, ktorá je vďaka grafickým procesorom NVIDIA Tensor Core schopná výrazne skrátiť čas a náklady potrebné na uskutočnenie zriedkavých experimentov na bunkovej úrovni.
Podľa štúdie publikovanej v časopise Nature Communications dokáže sada nástrojov AtacWorks vyhodnotiť vďaka GPU NVIDIA Tensor Core celý genóm len za pol hodiny. S bežným 32-jadrovým procesorom by trvala takáto analýza 15 hodín.
AtacWorks pracuje s osvedčenou metódou ATAC-seq, navrhnutou na nájdenie otvorených oblastí v genóme zdravých a chorých buniek. Ide o časti ľudskej DNA, ktoré sa používajú na určenie a aktiváciu špecifických funkcií, predurčujúcich typ bunky (napríklad pečeň, krv, bunky kože atď.). Táto časť ľudského genómu by vedcom mohla prezradiť, či môže mať človek napríklad Alzheimerovu chorobu, srdcovú chorobu, alebo rakovinu.
Pri ATAC-sec je zvyčajne potrebná analýza desiatok tisíc buniek, no nová metóda AtacWorks dokáže získať rovnaké výsledky iba z desiatok buniek, teda rádovo z tisíciny.
Podrobnosti o výskume nájdete na stránkach Nature Communications.
Priekopníkom ATAC-seq bola v roku 2013 spoločnosť Buenrostro, ktorá ho využila ako spôsob skenovania epigenómu na lokalizáciu miesta s prístupnými oblasťami v chromozóme známom ako chromatín.
Metóda, populárna medzi poprednými genetickými laboratóriami a farmaceutickými firmami, meria intenzitu signálu v každej oblasti genómu. Vrcholy signálu zodpovedajú oblastiam s otvorenou DNA. Čím menej buniek je však k dispozícii, tým viac sú dáta zarušené, takže je ťažké určiť, ktoré oblasti DNA sú prístupné.
„Pri veľmi zriedkavých bunkových typoch nie je možné študovať rozdiely v ich DNA pomocou existujúcich metód,“ uviedla Avantika Lal z NVIDIA, hlavná autorka článku. „AtacWorks môže pomôcť nielen znížiť náklady na zhromažďovanie údajov o prístupe k chromatínu, ale aj otvoriť nové možnosti v oblasti objavovania a diagnostiky liekov.“
Kým sa nové analytické metódy objavia v praxi, prejde ešte nejaká doba, ale prísľub presných genetických a epigenetických dát je nádejou na presnejšiu a skoršiu diagnostiku vážnejších chorôb a ich predispozícií.
Zdroj