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生物信息与生物医药

具备存储、处理和分析全基因组从头测序、全基因组重测序、外显子测序、转录组测序、小RNA测序等海量生物信息数据的能力;具备进行长时间尺度的生物分子动力学模拟和高通量虚拟药物筛选的能力。

“天河一号”支持华大基因开展大规模生物基因处理及数据存储:开发了基于GPU的高效基因测序处理软件,并利用该软件进行了3000株水稻的基因组重测序分析,短序列比对程序相对于之前应用的CPU版本速度提高15倍,且输出格式不需要在进行转换,降低了I/O消耗;构建Hadoop平台,将原来华大拥有的100个节点规模的计算平台扩展至数千节点,大幅度缩短项目的计算时间。构建华大基因北方基因库,基因数据规模已经超过1PB。开发完成了基于天河系统的群体基因型高分辨率分析软件,使用“天河一号”的Gaea软件15个小时便能完成人类64X的WGS数据所有分析过程。

图 全基因组测序成果

基于“天河一号”构建了面向产前检查的产业化服务平台,实现了取样—测序—分析—报告的完整产业链,2013年完成报告超过12000份。

图 “天河”产前检查基因处理平台

“天河一号”成为我国药物研发的重要计算处理平台,支持中科院上海药物所、中科院生物物理所、军事医学科学院、北京生命科学研究所、北京大学、南开大学等机构开展了大量研发工作,在胰岛素、艾滋病、癌症等领域取得突出成果。

中科院上海药物研究所药物发现与设计中心,通过“天河一号”超级计算机运用分子对接、动力学模拟方法,从20万个化合物中挑选出25个候选分子,经电生理测试确认9个KCNQ2新激动剂,其中两个在两类动物模型中表现出优异的抗癫痫活性。国际顶级期刊Cell Research在线发表了该研究结果。

图 KCNQ2与ztz240结合模式研究

围绕华大基因、上海药物研究所、军事医学科学院、天津药研院等聚焦了一批生物医药研发公司;形成了高端生物技术人才培育基地;节省了华大基因等企业和科研院所用于构建基因数据处理平台的数千万资金,成为我国生命科学、新药研发最重要的模拟和分析处理平台,推动上海药物所等单位在该领域取得诸多国际领先成果。

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