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华大基因运用NVIDIA加速器破解生命密码

  【IT168 资讯】人类几千年的文明史,就是一部探索史。从有了思维意识的那一刻开始,人类就丝毫没有停止过对于自我与外界的探索。从哲学的角度来说,人类探索的问题是:我是谁?我从哪里来?我要到哪里去;从航天的角度来说,这个问题就是地球、宇宙、星系的奥秘;从生物学的角度来说,这个问题变成了——结构、功能、遗传和变异……近日,笔者有幸采访华大基因,这是一家以研究生物基因组为主要方向的公司,也是国际知名的高科技企业。

华大基因运用NVIDIA加速器破解生命密码

  华大基因自1999年成立以来,先后完成了国际人类基因组计划"中国部分"(1%,承担其中绝大部分工作)、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"(100%)、大熊猫等多项具有国际先进水平的基因组科研工作,在Nature和Science等国际一流的学术杂志上发表多篇论文,奠定了中国基因组科学在国际上的领先地位。同时,建立了大规模测序、生物信息、克隆、健康、农业基因组等技术平台,其测序能力及生物信息分析能力世界领先。

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华大基因展示的杂交石斑鱼,其生长速度和体重是普通石斑鱼的2-3倍,而且口感更好
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杂交轻木,3岁半树龄直径可达1尺以上,重量与同体积的泡沫相当,而且隔音效果良好

  在华大基因的展示区,我们看到了众多采用高科技杂交技术的产品,比如杂交石斑鱼和杂交轻木。相比传统的杂交手段,华大基因通过高科技技术,采用高性能计算机对生物DNA进行计算和重组,从而大大降低了传统杂交中的反复试验等过程,大大节约了时间和人力,能够快速实现生产化。

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华大基因借助高科技手段腾飞

  一组数字或许能够更快速的帮助大家理解高性能计算对于华大基因研究的推动作用。以前完成一组数据研究需要几年的时间,而且投入巨大的财力和物力,如今只要几个小时便可以完成300亿个纳米球的测序。其实从上如我们就可以看到,从2000年到如今短短13年的时间,正是高性能计算突飞猛进的发展使得生物基因的研究工作获得了日新月异的变化。如今,高性能计算已经达到了千万亿次,大大加速了研究效率。

华大基因借助高科技手段腾飞

  另一张图则是目前华大基因的高性能计算中心发展情况。如今,华大基因包括香港、深圳、北京等多家数据中心,其中深圳中心的面积最大,可以实现最高117T flops浮点运算。除此之外,华大基因还与天津超算中心展开合作,运用目前国内最快的超级计算机天河一号A进行数据运算工作,而天河一号A所采用正是NVIDIA推出的Tesla系列加速器。

华大基因借助高科技手段腾飞

  得益于高性能计算的发展,华大基因除了进行科学研究之外,也面向社会服务,上图我们看到的就是华大基因与国内多家医院联合推出的无创产前基因检测。这项检测主要用于胎儿唐氏综合症的筛查,笔者曾经有位同事进行过这样的检测,只需要抽取母体5毫升血液就可化验,相比传统的羊水穿刺方法来说对于孕妇的损伤更小,降低了流产率。

华大基因借助高科技手段腾飞
检测设备实景

  华大基因相关负责人介绍说,这是目前最新的基因检测,可以实现全天24小时全自动操作,无需人工干预。之前,国际人类基因组曾耗时13年的时间去测一个人的基因组,计划投资为30亿美金;而如今采用先进的技术和设备,一天就可以完成一个基因组的检测。

华大基因借助高科技手段腾飞

  如今,凭借着高科技的优势和影响力,华大基因已形成科学、技术、产业相互促进的发展模式,建成一支具有世界优秀水平的产学研队伍,开展一系列的重要动植物、人类健康、生物能源等基因组的研究,致力于人类健康服务事业和科技应用领域的发展。

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