Το νέο εργαλείο των Nvidia και Harvard για δραματικά ταχύτερη ανάλυση γονιδιώματος

 Η συνεργασία μεταξύ των ερευνητών της Nvidia και του Harvard αποδίδει καρπούς, καθώς ανακοίνωσαν μια πολύ σημαντική εξέλιξη που αφορά την Γενετική. Συγκεκριμένα, ανέπτυξαν ένα νέο σύστημα μηχανικής μάθησης που μειώνει δραματικά τον χρόνο και το κόστος που απαιτείται για την ανάλυση του γονιδιώματος, με την υποστήριξη των Tensor Core GPUs της Nvidia.

Το εργαλείο ονομάζεται AtacWorks και χρησιμοποιεί τη μέθοδο ATAC-seq για να εντοπίζει τις λειτουργικές περιοχές στο DNA υγιών και ασθενών κυττάρων, οι οποίες καθορίζουν και ενεργοποιούν συγκεκριμένες διεργασίες. Σύμφωνα με τους ερευνητές, η πλήρης ανάλυση του γονιδιώματος εκτελείται πλέον μέσα σε μόλις 30 λεπτά, ενώ το συνηθισμένο μέχρι σήμερα είναι οι 48 ώρες. Χάριν στην ταχύτερη ανάλυση, οι ερευνητές θα μπορούν να εντοπίζουν πολύ πιο γρήγορα ενδείξεις στο γονιδίωμα του ανθρώπου για διάφορες ασθένειες (π.χ. Alzheimer, καρκίνους κλπ.).

Η μέθοδος ATAC-seq απαιτεί συνήθως την ανάλυση δεκάδων χιλιάδων κυττάρων, παρόλα αυτά, με το AtacWorks καταφέρνουν να λαμβάνουν τα ίδια αποτελέσματα με μόλις μερικές δεκάδες κυττάρων. Η δυνατότητα ανάλυσης του γονιδιώματος ταχύτερα και φθηνότερα θα ανοίξει νέους δρόμους για την έγκαιρη παρατήρηση βιοδεικτών που ενδεχομένως να υποδηλώνουν την μελλοντική εκδήλωση συγκεκριμένων ασθενειών. Επομένως, οι ερευνητές θα έχουν τις απαραίτητες πληροφορίες τόσο για την πρόληψη, όσο και για την παρατήρηση του τρόπου εξέλιξης της ασθένειας, προκειμένου να αναπτύξουν πιο στοχευμένες θεραπείες και φάρμακα.

Όπως αναφέρει η επικεφαλής της έρευνας από τη Nvidia, κ. Avantika Lal,

Ειδικά στην περίπτωση των πολύ σπάνιων κυττάρων, δεν είναι εφικτό να μελετηθούν οι διαφοροποιήσεις στο DNA τους με τις υπάρχουσες μεθόδους. Το AtacWorks μπορεί να βοηθήσει όχι μόνο στη μείωση του κόστους για τη συλλογή δεδομένων, αλλά θα ανοίξει νέες δυνατότητες για τη διάγνωση και την ανάπτυξη φαρμάκων.

Ένα παράδειγμα χρήσης του AtacWorks που αποδεικνύει τη χρησιμότητα του είναι αυτό της ανάλυσης βλαστοκυττάρων που παράγουν ερυθρά και λευκά αιμοσφαίρια. Με τις παραδοσιακές μεθόδους θεωρείται αδύνατη η μελέτη τους, παρόλα αυτά, με το AtacWorks κατάφεραν να εντοπίσουν ξεχωριστές αλληλουχίες στο DNA των βλαστοκυττάρων που σχετίζονται με τα λευκά και τα ερυθρά αιμοσφαίρια αντίστοιχα.