Komputasi AI Perpendek Pengurutan DNA Hanya Butuh Waktu 5 Jam

STANFORD - Tim peneliti yang dipimpin Universitas Stanford, baru-baru ini. berhasil meraih Rekor Dunia Guinness untuk teknik pengurutan DNA tercepat menggunakan komputasi kecerdasan buatan atau Artificial Intelligence (AI), untuk mempercepat alur kerja.

Penelitian yang dipimpin pakar kedokteran, genetika dan ilmu data biomedis di Stanford School of Medicine, Euan Ashley, bekerja sama dengan Nvidia, Oxford Nanopore Technologies, Google, Baylor College of Medicine, dan University of California, berhasil mencapai pengurutan DNA hanya dalam waktu singkat,5 jam 2 menit.

Studi yang dipublikasikan di The New England Journal of Medicine, melibatkan percepatan setiap langkah alur kerja pengurutan genom dengan mengandalkan teknologi baru. Ini termasuk menggunakan teknologo pengurutan nanopore pada PromethION Flow Cells Oxford Nanopore untuk menghasilkan lebih dari 100 gigabase data per jam, dan GPU Nvidia di Google Cloud untuk mempercepat panggilan dasar dan proses panggilan varian.

"Kami harus benar-benar memikirkan kembali dan mengubah jalur pipa data dan sistem penyimpanan kami," kata Ashley, baru-baru ini.

Para peneliti juga mengandalkan kerangka kerja aplikasi komputasi genomik Nvidia Clara Parabricks untuk mempercepat diagnosis genom.

"Itu hanya salah satu momen luar biasa di mana orang yang tepat tiba-tiba berkumpul untuk mencapai sesuatu yang luar biasa. Ini benar-benar terasa seperti kami mendekati perbatasan baru," kata Ashley.

Untuk penelitian ini, tim menguji teknik pengurutan genom yang dipercepat pada pasien yang tidak terdiagnosis di unit perawatan intensif rumah sakit Stanford.Sebanyak 12 pasien terdaftar dan genom mereka diurutkan. Dari total, lima pasien menerima kembali cepat pada diagnosis genetik mereka. Dalam salah satu kasus, hanya butuh lima jam dua menit.

Para peneliti percaya bahwa mengurangi waktu pengurutan DNA berarti dokter dapat mendiagnosis pasien dan memberikan perawatan yang disesuaikan lebih cepat. Rekor Dunia Guinness sebelumnya untuk pengurutan DNA adalah 14 jam yang dipegang oleh Rady Children's Institute.

Tim sekarang sedang mencari cara untuk mengurangi waktu lebih jauh. Mereka yakin itu bisa menjadi separuhnya lagi.

"Saya pikir kita bisa membaginya lagi, jika kita bisa melakukan itu, kita berbicara tentang bisa mendapatkan jawaban sebelum akhir putaran bangsal rumah sakit. Itu lompatan yang dramatis," kata Ashley.

Pemrosesan data yang dihasilkan dari sekuensing DNA nanopore sekarang memakan waktu setengah hari, bukan dua minggu.

Para ilmuwan di University of Illinois di Urbana-Champaign telah menciptakan simulasi 3D dari sel hidup minimal, menggunakan GPU Nvidia untuk mensimulasikan 7.000 proses informasi genetik selama 20 menit.

Menggunakan alat pembelajaran mendalam baru yang disebut AtacWorks, para peneliti mempelajari bagaimana penyakit dan variasi genomik memengaruhi jenis sel tertentu dalam tubuh manusia.

Menghitung bilangan Pi selalu menarik minat para matematikawan. Komputer berperforma tinggi ini mengambil tantangan satu langkah lebih jauh.