正在阅读:探索生命奥秘 NVIDIA助华大基因研究工作探索生命奥秘 NVIDIA助华大基因研究工作

2013-06-14 09:48 出处:PConline原创 作者:佚名 责任编辑:ranguang

  【PConline 资讯】5月下旬,太平洋电脑网企业频道对深圳华大基因公司进行了探访。华大基因公司成立于1999年,致力于基因组研究工作,先后完成了国际人类基因组计划“中国部分”(1%)、国际人类单体型图计划(10%)、水稻基因组计划、家蚕基因组计划、家鸡基因组计划、抗SARS研究、炎黄一号等相关项目,其基因组科学研究在全球处于领先地位。

  基因组是极其复杂的科学研究,相关实验均需要大量的数据运算,藉此,高性能计算(HPC)在该领域显得尤为重要。华大基因所采用的HPC配备NVIDIA GPU,以保证高效地完成超大量数据的计算工作。华大基因的工作人员称,NVIDIA在高性能计算方面提供了极大的帮助。

  以下为华大基因工作人员的讲解实录。

  杂交石斑鱼是在海洋平台进行的。杂交后的石斑鱼个子大,生长也比较快,生长速度和体积可以达到其他鱼的2-3倍,口感也较好。

华大基因
左为基因改良后的石斑鱼

  华大从99年的9月9日开始承担基因组计划1%项目,在北京空港诞生,这张照片就是当时参与这项计划的六国科学家的合照,包括来自美国、英国、德国、法国、日本,还有中国的科学家。美国总统克林顿在白宫宣布了这个计划的完成,而且在其中一个演讲词中,突出表扬了中国科学家做出的贡献。江主席看了报告,听到克林顿表扬中国的科学家的时候,一开始还不知道中国科学家也参与了这个计划,后来才知道这是华大的院士参与的国际基因组计划。

  2002年到2005年期间,我们还参与了个人类单体型图谱计划,承担了这个项目的10%,其实这个计划就是人类基因组计划的延伸,做这个计划主要是想看有什么物质构成了DNA,当时只知道DNA的结构,但是不知道是什么物质构成的,后来知道了其构成物质。图谱计划就是看和人类疾病相关的基因,他们当时想打造一个免费向公众开放的数据库,主要看跟人类相关的基因。

  在2007年的时候,我们从北京搬到深圳,现在我们的总部就在深圳,当时做的第一件事情就是测出第一个亚洲人的基因组图谱,这个计划完全是由华大自主完成的,1999年的时候我们参与承担项目的1%,到2002-2005年期间,我们承担10%,2007年的时候我们已经可以独立去完成一个重要人类基因组。

华大基因
HPC计算性能发展

  2007年,我们与英国共同启动千人基因组的计划,2009年与欧洲进行人类肠道菌群的研究,这个研究也是比较重要的,跟糖尿病或肥胖症有关,所以全球的科学家对这个研究也非常注重。这边也是我们相应的科学成果,被登上了顶级科学杂志封边,根据另外一份报告指出,深圳华大基因研究机构排在中国十大科研机构的第四位,第一位是中科院,第二位是清华大学,第三位是中科大,前三位都是综合性的研究机构,华大基因主要是在基因组学的领域比较突出的表现,把我们排在第四位。

  这边是我们从雪域高原走出的炎黄计划,这个千人基因组计划也是在西藏高原那边迸发出来的,他们在高原上泡温泉,可能就是温度高,就会特别多的想法,他们就说以前测一个人,后来测亚洲人都是一个人,他们就说来测一个100人,1000人,这个想法后来得到了实施。去年我们启动了百万人基因组的计划,测100万个人,100万个动植物,还有一百万的微生物,这些样本都是都会收入在国家基因库里面。

华大基因
华大基因各个HPC中心的设备情况

  华大主要专注在三个领域,一个是人类健康、植物、动物,还有微生物,像人类基因组计划引用量是最大的,这个是人类肠道菌群的研究。植物是2001年在杭州测水稻的基因组图谱,中国人口众多,粮食比较短缺,当时做第一件事情就是把水稻基因组图谱测出来,测出来之后有很多方面的应用,我们现在也和袁隆平院士有合作,做杂交水稻,我们测水稻的基因,从基因挖掘角度来帮助更加的优良品种的筛选。

华大基因
华大基因公司实验室一瞥

  这是去年的百万计划,超级计算机机房,这是在深圳机房,这是在香港,这是在北京。由于生物数据是一个大数据,是以海量来计算的,所以现在我们和天津超算中心也有合作,大大提高传输能力,还有数据的组成能力,是天和一号。

  华大的核心竞争力之一,就在于测序能力,现在华大是全球最大的基因测试中心。我们最大的测试平台在香港,大概有77到80台测试仪,深圳大概有20台。

  2011年国家生产大会,国家基因库落户在深圳华大,此前只有美国、日本、欧洲有国家级的基因库,深圳华大国家基因库是第四个基因库,而且我们有一个特点,就是第一次把信息库跟资源库共同管理,他们主要是专注在数据的组成,我们华大国家基因库除了信息库之外,还有存放生物样本。他们的应用也是非常广泛的,比如说医疗健康育种,还有微生物应用等等。

华大基因
华大基因公司实验室一瞥

  我们现在已经有几大平台,比如说测序,海洋,健康等,我们还有全球化的合作,比如和国内外的大型研究机构、学校和企业有合作,教育方面我们也是和国内外重点的综合性大学有联合培养人才的计划。资源就是我们这个国家基因库,还有大渠道的,在全球的布点。我们从北京出发,在杭州,武汉、天津,还有上海、深圳、香港,都有我们的分部。最近我们也落户在云南,在国外也有三个点,日本、美国的波士顿,还有丹麦的哥本哈根。这是我们的办公大楼,其余都是全球的布点,还有我们的办事处和代表处。

  要判断一个研究机构的研究的能力,这个就是标准,我们刚刚搬到深圳的时候,我们只发过一篇,但是这一篇是深圳历史上第一篇,因为在我们来之前,深圳市是没有发过这些顶级的科研文章,我们来了深圳之后,就发了一篇科研文章。我们每年都有进步,去年单单一年就发了36篇科研文章,还有医学杂志高引用量比较有权威的科研杂志,基本上一个月就发表了三篇。统计到今年5月份,大概有11篇已经成功发表,大概还有20篇正在发表。

  我们在科研方面的排名,总体来说在四、五这个水平。这是我们最近获得的一些奖项,去年年底获得了自然评选的2012年科学界年度十大人物,这是唯一一个中国人获选。今年3月31日在凤凰卫视播出的影响世界华人大奖,他就是其中一位得奖者。还有这个是麻省理工,科技创业杂志评选的最具创新力50强企业,深圳有两家,一家就是华大基因,另外一家就是腾讯微信,国外觉得它有创新力。

  健康服务是我们的重点项目之一,就是无创产前基因检测,这个主要是用来做搪塞的,像周周指挥家这种长得国际脸,就是他们长的都差不多一样,但是有一点智力的障碍,还有四肢有异常的。以往是通过羊水穿刺的方法,一颗针扎进羊水,抽羊水去测有没有怀有唐氏综合症婴儿。这个是一个有创的方法,如果针不小心扎到头,或者是脚,本来婴儿不是残废的,都有可能有出生缺陷了,所以大概有0.5%到1%的流产率,对妇女心理也有影响。抽取母体血液五毫升,就像抽血一样,从基因的层面就可以检测胎儿有没有唐氏综合症的症状,大大减轻了风险,除了这个无创产前基因检测,我们还开展了591种单基因病临床检测的服务,例如地中海贫血检测,也是单基因病。

  宫颈癌人乳头状瘤病毒的风险检测,如果说你有宫颈癌,有99.7%都是由于这个病毒引起的,但是你有这个病毒就一定是宫颈癌,所以它的病因比较明确,是能够早发现,早预防的,如果你有这个病毒,你可以改善一些,早期你有做这个治疗的话,它不会发展到成为宫颈癌,这个越来越引起大家的注意。因为现在癌症越来越年轻化,据说20岁都有可能宫颈癌,最近听说美国的安吉丽娜朱莉,她只是切除乳腺,说生完孩子要把卵巢也切除,她就是做了那个基因检测,发现她好象有一个Ba的基因,这个基因就是有患乳腺癌的风险,她有家族史,她妈妈也是因为乳腺癌去世的,所以从基因检测得出了87%,她有可能患乳腺癌,所以就把它切除掉,把87%降到5%,所以她想生完孩子之后,把卵巢也摘除,是因为也检测出57%的可能得卵巢癌,现在从基因检测的方法,你可以预测有可能得这个疾病,尽早做预防就可以把风险降低。

  这边是论文发表成果墙,现在我们发表的论文都可以放上去,科学家比较喜欢这一块,因为跟他们很有相关的,他们写论文,发表论文,很多都能引用上。这个是温家宝总理亲笔写的,字写得很漂亮,这是我们当时做水稻的那个,引起了很多人的关注。

  2003年的非典爆发时期,华大无偿向国家捐献了30万份诊断试剂盒,当时一个诊断试剂盒炒到了600多元,汪老师说不能发国难财,就把30万分诊断试剂盒捐给了国家,当时胡锦涛主席就来到北京华大进行参观和慰问。这是今年1月份,汪老师做报告,跟温总和李总的合照。

  刚才介绍了这么多,基因是微观的,我们都看不到,这边还好一点,就是可以看到的,首先介绍一下杂交谷子、小米,这个明显颗粒大,单产量能够达到原来品种的2-3倍。我们是从基因挖掘的角度去做的,不是像袁隆平做的不停的杂交,等它成熟了以后,再观察它是一个什么样的品种和状态。我们可以测它的基因,然后把它需要的性能定位,然后再做这个杂交,那就预先知道它会长成什么品种,就减低了这个尝试的时间,起码要一年。

  这种木料在东南亚地区生长,生长环境要无风,温度要够高,在中国很难找到一个地方可以种,所以我们就希望能够把它引进来,对它做一些研究和分析,让它能适应中国的环境,因为这种木头的用途很广泛,如果能够在中国广泛的使用,像飞机、航天为了减轻一克而努力奋斗,这个材料做装饰是很合适的。

  这是我们做的公益项目,华大是一个民营组织,就是一个科研机构,我们承担了社会责任,非典时期我们无偿向国家捐献30万份的诊断试剂盒。这个是2011年的德国大肠杆菌的疫情,我们第一时间就把这个病毒破解了,把诊断试剂盒也成功的研制出来,并且把这个成果,还有公开检验的方法无偿向全世界开放。

  汶川地震时我们派出了一队检测队伍,到灾区进行水、土壤、微生物的检测,防止进一步的传染病事件,这次我们也有到雅安灾区做防止传染病的事件,而且免费提供十万人份的诊断。只能从DNA的层面去做鉴定,因为从外表上已经很难分辨出来了,所以就抽取膝盖骨还有毛发,来进行DNA的鉴定。

  在健康方面,我们还做地中海贫血的救助工程,这个是捐献中华骨髓库,做高分辨分析,如果你有白血病,你要在骨髓移植之前做这个配对,我们做的都是大量的高分辨,大大提高了配对率,降低了病人等待的时间,而且我们会把这个数据上传到综合骨髓库,可以让更多的人在里面找到自己的配型。之前就有一位成功配对上了,并且捐了骨髓。

  华大除了注重科研研究和产业的发展,还很注重人才教育的培养,这些都是年轻科学人才的代表,这位就是院长,37岁,他的成就也特别突出,在《科学》发表了超过45篇的学术论文,这位就更年轻了,26岁,现在是美洲华大的CEO,他是大二的时候就来了,他们两个是师兄弟,北京大学生物系的,大二的时候就辍学来到这边。当时他跟比尔盖兹见面的时候就很有共同语言,一个是在计算机方面很突出,一个就是在生物基因组领域很突出。这个更年轻了,17岁就来华大了,今年21岁,现在是一个国际项目的负责人,就是研究智力跟基因的关系。高二的时候来的,当时给了他一道难题,让他两天之内解出来的,他半天就解出来了,然后也得到了他父母的同意。基因组的发展其实从03年才完成人类基因组计划,到现在2013年短短十年,这个基因组的领域,比任何一个学科发展得都要年轻,所以在这个领域,年轻人的创业想法更容易表现出来,所以说不要看他们特别年轻,每个人都是这个领域的专家,和有经验的人。

  中间这两位是创新班的同学,刚刚也介绍了和国内外优秀的大学有共同人才培养的计划,这是我们创新班,就是本科的创新班,像华南理工大学,东南大学,武汉大学,我们都有合作,香港中文大学也有做硕士的联合培养。

  上面这个就是我们高级顾问的团队,第一排都是获得诺贝尔奖的,这位就是DNA双螺旋结构发现者之一,华大员工平均年龄是26岁,年轻人比较多。这边是我们的一些著作,收入在高中大学的课本里面,像高中也有学过,院士写的关于人类基因组计划的,我们其实更想把这个教材收录在小学课本里面,像计算机一样从娃娃抓起,让更多的人能够了解基因组。

  几大平台获得了一些重点实验室的奖项,这个是2011年的时候,农业基因组学获得了国家重点实验室。那边是有做的一些食物方面的研究,像木薯、轻木、水稻、小米,这是组织培养。这块可能会漂亮一点,内容页比较多一点。

  这个就是最新设备,全自动,不用实验人员整天待在里面操作。人类基因组当时用了13年的时间去测一个人的基因组,当时计划是用30亿美金去做一个计划,而这个设备,据说是一天一个基因组,就是13年变成一天,就是24小时。

 
智能微投“懒人”模式上线 AI语音助力体验升级 专为电影而生 奥图码HE3101影吧投影机评测 超千流明普及型新品 极米无屏电视H2 Slim评测 GDPR实施3月 调查显示cookies数量下降22% 看似普通的A4纸 其尺寸为何如此“怪异”?

为您推荐

加载更多
加载更多
加载更多
加载更多
加载更多
加载更多
加载更多
加载更多
加载更多

网络设备论坛帖子排行

最高点击 最高回复 最新
最新资讯离线随时看 聊天吐槽赢奖品