יבמ, יחד עם מלנוקס הישראלית ו-NVIDIA, פענחו את גנום יתוש קדחת הנילוס

מערכות POWER IBM בשילוב טכנולוגיה של מלנוקס הישראלית פיצחו את הגנום של יתוש קדחת הנילוס

צוות מחקר בהובלת מדענים מהמרכז לארכיטקטורה של הגנום בבית הספר לרפואה שבאוניברסיטת ביילור, השתמש בטכנולוגיות של IBM, בשילוב מערכות של מלנוקס הישראלית וחברת NVIDIA, על מנת לפענח רצף גנומי המונה 1.2 מיליארד רכיבים, של יתוש Culex quinquefasciatus  – הנושא ומפיץ את וירוס הנילוס המערבי. הבנת המבנה הגנומי עשוייה לסייע במאבק בווירוס, באמצעות זיהוי נקודות תורפה במבנה הגנטי של היתוש.

מערכת המחשוב בעלת הביצועים הגבוהים (HPC), ששימשה לפיענוח המבנה הגנטי של היתוש, מבוססת על פלטפורמת IBM Power Systems המציעה יכולות עיבוד ניתנות להרחבה ולמידרוג, הנדרשות על מנת להתמודד עם מגוון רחב של פעילויות מחקר מבוסס עיבוד נתונים. המערכת הפועלת בביילור, שזכתה לשם “VOLTRON”, מצטרפת לשורה ארוכה של מחשבי-על מתוצרת IBM המותקנים בשירות גופים דוגמת המעבדה הלאומית על שם לורנס ליברמור בארה”ב, והמרכז המדעי הבריטי של הארטרי.

VOLTRON – כשמו של גיבור הקומיקס המגן על העולם, מציג יכולת הרכבה ופיענוח של מבני תלת-מימד המאפשרת למדענים לפענח את אופן ריצוף הגנים, באמצעות מעקב אחר דפוסי הקיפול של שרשרת ה- DNA ונקודות ההצטלבות של המולקולות השונות. המתודולוגיה שפותחה בביילור על בסיס המערכות של IBM מהירה יותר וזולה יותר משיטות ריצוף קודמות. כך, למשל, בעוד הפרוייקט הראשון לפיענוח של הגן האנושי דרש השקעה של 4 מיליארד דולר, שיטת ההרכבה בתלת-מימד מאפשרת הצגת ריצוף גנומי דומה בתוך שבועות ספורים בלבד, ובהשקעה של פחות מ- 10,000 דולר.

לדברי אולגה דודצ’נקו, פוסט-דוקטורנטית במרכז לארכיטקטורה גנומית בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת ביילור, “הטכנולוגיה מאפשרת לשנות את האופן שבו אנו בונים את תמונת המערך הגנומי. VOLTRON נבנה במקור על מנת לפענח את רצף הגנום האנושי – בשיטה אותה ניתן ליישם עתה במגוון מדהים של מינים וצורות חיים. האפשרות הזאת מספקת הזדמנות לחקור יתושים, הנושאים מחלות הפוגעות בבני אדם סביב העולם.”

ארז לייברמן איידן, מנהל המרכז לארכיטקטורה של הגנום, מסביר כי “הרכבה תלת-מימדית והטכנולוגיה של IBM מציגים שילוב מדהים: האחת דורשת עוצמת מחשוב עצומה – אותה מספקת השניה.”

המרכז לארכיטקטורה של הגנום עובד בשיתוף פעולה הדוק עם מלנוקס הישראלית, על מנת להפיק ערך מירבי מיכולות המחקר הנשענות על מערכת המחשוב עתירת הביצועים VOLTRON. מינוף טכנולוגיית התקשורת החכמה של מלנוקס, ומנועי האצת ביצועים, מאפשרים למרכז להציע לחוקרים פלטפורמה יעילה וניתנת למידרוג המשפרת את כושר ריצוף הגנים, על מנת למצוא תרופות למחלות מסכנות חיים.

מפתח לפריצת הדרך המחקרית של אוניברסיטת ביילור, הוא גם שיתוף הפעולה ארוך השנים בין IBM ובין NVIDIA, בתכנון מערכות המסוגלות למנף את הארכיטקטורה הפתוחה של מעבדי POWER על מנת לנצל את יכולות העיבוד של מאיצי NVIDIA Tesla.

תכנון מערכת VOLTRON משלב בין טכנולוגיות POWER ו- Tesla באופן המאפשר לחוקרים לטפל בכמויות עצומות של נתונים, במהירות גבוהה במיוחד. וולטרון בנוי בתצורת אשכול בן ארבע מערכות, שכל אחת מהן כוללת שמונה מאיצים גראפיים מסוג NVIDIA Tesla שעברו כיוונון מיוחד על מנת להציע ביצועים אופטימאליים במשימות מחקר גנומי.