211service.com
Google chce przechowywać Twój genom
Google zbliża się do szpitali i uniwersytetów z nową propozycją. Masz genomy? Przechowuj je u nas.
Pierwszym produktem giganta wyszukiwania w erze DNA jest Google Genomics, usługa przetwarzania w chmurze, która została uruchomiona w marcu ubiegłego roku, ale w większości przeszła niezauważona pośród nawału głośnych ogłoszeń badawczo-rozwojowych ze strony Google, takich jak jeden pod koniec zeszłego miesiąca o dalekosiężnym planie bitwy raka z nanocząsteczkami (patrz Czy Google może używać nanocząsteczek do wyszukiwania raka?).
Google Genomics może okazać się bardziej znaczące niż którykolwiek z tych księżycowych strzałów. Łączenie i porównywanie genomów tysiącami, a wkrótce milionami, będzie napędzać odkrycia medyczne na następną dekadę. Pytanie, kto będzie przechowywać dane, jest już punktem rosnącej konkurencji między Amazonem, Google, IBM i Microsoftem.
Google rozpoczęło pracę nad Google Genomics 18 miesięcy temu, spotykając się z naukowcami i budując interfejs lub API, który pozwala im przenosić dane DNA do swoich farm serwerów i przeprowadzać tam eksperymenty przy użyciu tej samej technologii baz danych, która indeksuje sieć i śledzi miliardy użytkowników Internetu .
Widzieliśmy, jak biolodzy przeszli od badania jednego genomu naraz do badania milionów, mówi David Glazer, inżynier oprogramowania, który kierował pracami i wcześniej był szefem inżynierii platform w Google+, sieci społecznościowej. Szansą jest zastosowanie przełomów w technologii danych, aby pomóc w tym przejściu.
Niektórzy naukowcy szydzą z tego, że dane genomowe pozostają zbyt złożone, aby Google mógł w nich pomóc. Ale inni widzą nadchodzącą wielką zmianę. Kiedy Atul Butte, ekspert bioinformatyki w Stanford usłyszał, że Google przedstawia swoje plany na ten rok, zauważył, że teraz rozumie, jak czuli się biura podróży, gdy zobaczyli Expedię.
Eksplozja danych ma miejsce, gdy laboratoria przyjmują nowy, jeszcze szybszy sprzęt do dekodowania DNA. Na przykład Broad Institute w Cambridge w stanie Massachusetts poinformował, że w październiku dekodował odpowiednik jednego ludzkiego genomu co 32 minuty. To przełożyło się na około 200 terabajtów surowych danych.
Ten przepływ danych jest mniejszy niż ten, który jest rutynowo przetwarzany przez duże firmy internetowe (w ciągu dwóch miesięcy firma Broad wyprodukuje ekwiwalent tego, co zostanie przesłane do YouTube w ciągu jednego dnia), ale przekracza wszystko, z czym mieli do czynienia biolodzy. To skłania teraz do podjęcia wielu wysiłków w celu przechowywania i uzyskiwania dostępu do danych w centralnych lokalizacjach, często komercyjnych. National Cancer Institute poinformował w zeszłym miesiącu, że za przeniesienie kopii 2,6-petabajtowego Atlasu genomu raka do chmury zapłaciłby 19 milionów dolarów. Kopie danych od kilku tysięcy pacjentów z rakiem będą znajdować się zarówno w Google Genomics, jak i w centrach danych Amazona.
Pomysł polega na stworzeniu chmur genomu raka, w których naukowcy mogą dzielić się informacjami i szybko przeprowadzać wirtualne eksperymenty tak łatwo, jak wyszukiwanie w Internecie, mówi Sheila Reynolds, naukowiec z Instytutu Biologii Systemów w Seattle. Mówi, że nie każdy ma możliwość pobrania petabajta danych lub mocy obliczeniowej do pracy nad tym.
Również przyspieszenie przenoszenia danych DNA do chmury to trwająca rok wojna cenowa między Google a Amazonem. Google twierdzi, że teraz pobiera około 25 USD rocznie za przechowywanie genomu i więcej za wykonywanie na nim obliczeń. Surowe dane naukowe reprezentujące genom pojedynczej osoby mają rozmiar około 100 gigabajtów, chociaż dopracowana wersja kodu genetycznego osoby jest znacznie mniejsza, mniej niż gigabajt. Kosztowałoby to tylko 0,25 centa rocznie.
Przechowywanie w chmurze jest impulsem dla startupów, takich jak Tute Genomics, DNANexus, Seven Bridges i NextCode Health. Firmy te tworzą przeglądarki, których szpitale i naukowcy mogą używać do eksploracji danych genetycznych. Google czy Amazon to zaplecze. Mówią: „Hej, możesz zbudować firmę zajmującą się genomiką w naszej chmurze” – mówi Deniz Kural, dyrektor generalny Seven Bridges, który przechowuje dane genomowe w imieniu 1600 naukowców w chmurze Amazon.
Ważniejsze, mówi, jest to, że medycyna wkrótce będzie polegać na rodzaju globalnego Internetu DNA, który lekarze będą mogli przeszukiwać. Z naszego punktu widzenia z lotu ptaka, gdybym miał w przyszłości zachorować na raka płuc, lekarze zsekwencjonują mój genom i genom mojego guza, a następnie przeanalizują je w bazie danych zawierającej 50 milionów innych genomów – mówi. Rezultatem będzie „Hej, oto lek, który będzie dla ciebie najlepszy”.
W Google Glazer mówi, że zaczął pracować nad Google Genomics, gdy stało się jasne, że biologia ma przejść od produkcji rzemieślniczej do produkcji danych na skalę fabryczną. Zaczął od nauki genetyki, biorąc udział w zajęciach online „Wprowadzenie do biologii”, prowadzonych przez szefa Broad, Erica Landera. Zsekwencjonował również swój genom i umieścił go w chmurze Google.
Glazer nie powiedziałby, jak duża jest Google Genomics ani ilu ma teraz klientów, ale co najmniej 3500 genomów z publicznych projektów jest już przechowywanych na serwerach Google. Twierdzi również, że jak dotąd nie ma żadnego związku między chmurą Google a jej bardziej spekulacyjnymi wysiłkami w opiece zdrowotnej, takimi jak firma Calico, którą Google założył w tym roku, aby zbadać, jak przedłużyć ludzkie życie. To, co ich łączy, to tylko rosnąca świadomość, że technologia może przyczynić się do postępu w dziedzinie nauk przyrodniczych, mówi Glazer.
Somalee Datta, fizyk, która zarządza największym klastrem komputerowym na Uniwersytecie Stanforda zajmującym się danymi genetycznymi, mówi, że z powodu niedawnych obniżek cen przechowywanie genomów w Google lub Amazon kosztuje teraz mniej więcej tyle samo, co w jej własnym centrum danych. Ceny w końcu stają się rozsądne i uważamy, że będą spadać, mówi.
Datta mówi, że niektórzy naukowcy ze Stanford zaczęli korzystać z systemu bazy danych Google, BigQuery, który zespół Glazera dostosował do danych genomowych. Został opracowany w celu analizy dużych baz danych spamu, dokumentów internetowych lub zakupów konsumenckich. Ale może również szybko przeprowadzić bardzo duże eksperymenty porównujące tysiące lub dziesiątki tysięcy genomów ludzi, które naukowcy chcą wypróbować. Czasami chcą robić szalone rzeczy, a do tego potrzebna jest skala, mówi Datta. Potrafi poradzić sobie ze skalą, jaką może przynieść genetyka, więc jest to właściwa technologia dla nowego problemu.