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高性能计算破解生命科学的“达芬奇密码”

时间:2026-10-22 07:18 来源:未知 人气:

  ——中科院北京基因组研究所采访纪实

  “我们的工作轰动效应很大,老百姓不明白我们到底是做什么的,但是知道花钱花得很多,其实我们的工作说起来并不复杂。对于生物来说,不管是小到细菌,大到人、植物也好,遗传物质都是DNA,我们所的主要工作就是负责把这些遗传物质的顺序排列解析出来。”中科院北京基因组研究所的胡松年博士在谈及基因所的工作时如是说道。

  然而基因测序与我们的日常生活有哪些关联呢?胡松年介绍说,其实基因测序与生活的关联度非常高。比如说亲子鉴定,就是通过父母与子女间的基因相似性来完成的。另外一个让人期待的研究就是个体化药物治疗,“同样的症状,有些人吃牛黄解毒片就能管用,有些人吃同样的剂量可能一点效果都没有,原因就在于人体里面有很多负责代谢药物的酶,由于个体之间的差别,会造成同样一种药物有的人就不吸收,有的人吸收得太快了,没等发挥作用就排出去了,从而呈现出不同的疗效。这种合适或不合适,其实是天生携带来的,可以通过检测这几个主要的酶是什么样的代谢类型,来确定最适合的药物成分。”

  高性能计算:必不可少的利器

  透过胡松年的娓娓道来,作为生命科学研究的基础性工作,基因测序似乎并不神秘。然而,基因测序毕竟是当前全球的顶尖研究领域,它不仅需要极为精密的测序仪将未知的基因序列解读出来,更重要的是,还要利用高性能计算机对基因进行比较、分析,从而精确的了解到每个基因片段所发挥的作用。“基因所的工作就像战争时期的情报部门,不仅要截获敌方的密码情报,更要利用各种技术手段,将隐藏在杂乱密码中的信息准确的破译出来。”胡松年的形象比喻能够让人更轻松的了解到基因所的工作性质。

  因此,在基因所的研究工作中,高性能计算机显然是必不可少的设备。据介绍,目前北京基因组研究所采用了浪潮天梭TS10000刀片集群及存储设备,计算部分采用12台刀片中心,配置了112片刀片,总体的运算速度达到10万亿次/秒;存储部分采用9套48TB的盘阵,达到432TB的总容量,满足海量生物数据存储的需求;网络部分集中了万兆、千兆、Infiniband、FC等多种网络环境构建而成。系统将集群监控软件、生物信息软件、数据库等集成其中,构成高性能生物信息专用集群系统。

  谈及为何采用国产厂商浪潮的解决方案时,身为项目负责人的胡松年颇有感慨:“所里决定上设备之后,成立了7人的项目筹备组,并吸引到4家国内外厂商投标。在研讨过所有厂商的解决方案后,我们7个人都觉得浪潮对于我们生物这部分的理解可能针对性感觉更好一些。”

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