解码生命 守护健康

基因测序,解码生命奥秘的第一个答案

2017-05-11 16:17:39阿里云


深圳郊区一栋寻常建筑里面,一排排高科技设备正嗡嗡作响……
 


 

珠三角随处可见的办公环境很容易让人以为这是一家普通的公司,但墙上悬挂的各色照片——从克隆猪到珠峰之巅的创始人,又明白地散发出一种非比寻常的感觉。


 

这里是华大基因总部所在。


 


 


在这栋楼里,每天同时有150多台基因测序仪,对数千个人类基因组进行分析。


研究员们正在干一件挺牛逼的事——建立一个基于数百万人DNA信息的大规模数据库。
 




DNA,存储了人类所有的生物信息。
 


基因测序意味着,每一个基因在什么时候、在什么地方,通过什么样的变化,成为了现在的样子,都可以事无巨细地被书写下来。


如果对身体内每一个细胞都做一次这样的基因测序,那么许多今天困扰人类的绝症将不再可怕。


例如,我们可以从测序结果中提取出癌症的生物特征,建立起极具针对性的“特种部队”,保证有效打击。
 


 


 


好莱坞大片《猩球崛起》曾经想象了这样一幅场景:


未来,当某人因基因突变罹患疾病时,科学家们会把正常的基因绑在某种特殊病毒上,形成基因药物;然后设法让病人感染上这种病毒,当病毒在患者体内不断自我复制时,就会释放出基因药物,其中的正常基因就会覆盖掉已经变异的基因,从而治愈患者。
 


这就是医学界一直梦寐以求的精准治疗,而基因测序将为这一切打下最牢固的基础。


 

华大基因有这么一个美好的梦想——有一天治疗癌症,能像治疗流感一样轻松。


 

在这件事情上,阿里云正在成为他们最可靠的盟友。


 

解析一个人类基因组,包含100-1000GB的数据量,如何及时获取、快速分析、安全储存这些庞大的数据是急需解决的问题。


 

单独建立一套计算和存储的系统是可行方案之一,缺陷也显而易见,一方面是昂贵的维护成本,另一方面,它需要漫长的时间,才能完成一次大规模的基因组学分析。


 


 


在阿里云的年会上,华大基因股份有限公司CEO尹烨说,英雄的企业总会走到一起。
 


 

今年2月,华大基因宣布其在阿里云计算平台部署的服务产品BGI Online国内beta版本正式上线。


 

这个系统集成了高性能计算,大规模存储及安全网络互联等基础设施,支持数据的云端存储、分析、展示和交付。用户可以在BGIOnline上访问自己的数据,获取标准分析结果,也可以定制个性化的数据分析方案,并与其他授权用户分享数据和成果。


 

尹烨说:


 

我们的目标是使用自主知识产权的测序仪和云端分析平台,在24小时内完成一个人从全基因组测序、分析到解读的全过程。虽然面临着不小的挑战,但生命的价值值得我们为之努力。这样的努力势必会使中国在未来数十年在生命科学、生物产业获得持续增长的强劲动力。


 

2016年4月20日,华大基因、阿里云和安徽医科大学在深圳、杭州、合肥共同宣布,基于华大基因开发的新一代基因云计算平台BGI Online,三方共同协作在21小时47分12秒内完成了1000例人类全外显子组数据的分析,创造了基因数据分析的“深圳速度”。


 

华大基因应用医学研发总监金鑫说,目前使用普通节点分析一例全外显子数据需要约2-4小时,单节点串行分析1000例数据,累积需要100天以上的计算时间。使用华大基因自建的深圳高性能计算中心,也需要约4-7天。
 


 

与阿里云的强强联合,拓宽了华大基因计算的边界。


 

更有意思的是,整个分析全程无人值守,无命令行操作,仅仅点击四次鼠标就启动了11000多项分析任务,并在技术保障下达到了100%的成功率。

 

不止人类基因测序分析,2015年9月,阿里云还与中国农业科学院等机构合作,在云上共享了由比尔梅琳达盖茨基金参与资助的3000份绿色超级稻基因组项目的测序数据。地球上任何一个角落里的人,都可以免费访问。

 

云计算与基因工程结合迸发出的无限可能,让阿里云无比兴奋,又感到责任重大。


 

“当我们在两年多以前开始接触这个行业的时候,很多公司都对基因数据上云持观望的态度。基因数据处理需求的急剧增长和阿里云自身产品的不断进步完善,让越来越多的基因测序公司选择把他们的数据分析平台构建在阿里云上。”阿里云基因测序行业的产品支持小二林同学说。


 

他亲历了阿里云上的行业应用从零到一的过程。


 


 


 

阿里云总裁孙权说:


 

我们和华大基因一起,为人类做更多事情。五年前,对一个人进行全基因检测需要三年乃至以上,对这个人进行测序的成本是2亿元,但是,现在有了云计算,到2020年,对一个人的全基因测序能够实现24小时内返送,而费用,我们定的目标,2000元以内搞定。


 

也许有一天,我们只要保存年轻时的细胞样本,就可以永远留住自己的青春;而这一天也许不会太遥远。


 

基因测序,是人类解码生命奥秘给出的第一个答案。


 

也许,在未来,健康的长命百岁将是一种理性的选择而非感性的意愿。