【好运快3计划】探寻五千年历史变迁,浪潮AI加速中国考古DNA研究

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 中国首座“考古DNA实验室”好运快3计划,借助浪潮AI计算的FPGA产品方案,其对古人类的全基因组样本(WGS)分析时间,从原来的 2 周缩短到近 9 小时。

  神秘的古DNA研究有多“难”?

  上下五千年,各民族在中华大地上生息繁衍、融合变迁,留下了太少未解之谜。为了解开有有哪些谜团,考古学、民族学专家运好运快3计划用多种依据进行了探索。近年来兴起了并不是新依据——古DNA技术,为考古研究提供了更加直接有力的证据,开辟了全新的视角。

  古DNA是指从古代人类和动物遗骸以及古生物化石中提取的古代生物分子。把古代DNA数据同现代基因库中的数据资料相结合,便可不不能构建出某一生物门类的系统发育树,从而进一步探讨人类的演化与迁移、民族融合、早期农业发展、动植物的家养与驯化过程等重大现象。

  古DNA研究可不不能经过提取、扩增、测序等步骤,比现代DNA研究要难得多。一阵一阵是提取DNA分子非常困难,是因为古生物不可不不能 一阵一阵的存储条件,在自然环境下,DNA完好地保存下来何必 容易。DNA储发生细胞核内,生物体在死亡过程中,细胞就会逐渐发生自溶,DNA加快强度会被降解。另外,在高温和潮湿的条件下,DNA自身也容易发生水解、断裂。共同,即便有细胞保存下来也会碰到其它微生物的进驻,所产生的酶类也会把原细胞内的DNA破坏掉;因此 ,一般死亡的动物和人的遗体,DNA真难完整保存下来。

  有有哪些是因为使得古DNA基因序列片段比现代DNA更短,是因为古DNA测序比现代DNA也要更繁复。不仅读取、比对的数据量更大,测序过后 还可不不能去除DNA片段两端的接头序列,进行数据清洗与出理 流程。

  中国首座考古DNA实验室如保解现象?

  为了更好地保护中国基因资源,推动中华民族基因研究, 1998 年,吉林大学考古系和联 命科人学院公司媒体合作 开展了有关古DNA方面的研究工作,由此中国第一座“考古DNA实验室”落成。边疆考古研究中心人人学实验室与考古DNA实验室公司媒体合作 攻关重大研究课题,取得了多项全国乃至全球领先的研究成果。

  随着DNA考古研究的逐步深入,考古DNA实验室已有超过万例的古人类、古动植物样本,数量位居全国第一,建立我国边疆地区古代DNA基因库的时机日益成熟是什好运快3计划么图片 图片 是什么是什么图片 图片 期期 。但样本数量增加也带来了新的现象,原有的计算设备已难以在短时间内完成大量的基因测序数据出理 工作。全基因组样本分析(WGS)与全外显子组样本(WES)分析是目前DNA研究的不可或缺的两大分析流程。然而,使用当前以CPU为基础的计算架构开发的GATK Best Practices工作流程,可不不能数天甚至数周不能完成单个个体的基因组变异识别。

  此外,古DNA基因序列片段更短是因为数据出理 量更大,对计算力的要求也更高。数据清洗、测序过程中,可不不能用到非常多的不同于现代DNA测序的应用软件,如保实现有有哪些应用软件的快速移植与开发也是一大挑战,影响古DNA的研究传输强度。

  “让让让让我们 过后 老会 用台式工作站做古DNA的测序数据出理 ,一般完成一次古人类的全基因组样本分析可不不能耗时大慨两周,过程中可不不能面临宕机带来的出理 流程中断风险。按这一 传输强度,让让让让我们 要建立边疆地区古代DNA基因库几乎是有一个 不是因为完成的任务。”吉林大学边疆考古研究中心副主任蔡大伟教授介绍说,“因此 ,这一 现象可不不能尽快出理 ,古DNA研究一刻完整时会能耽误”。

  浪潮为出理 这一 现象提供了新思路,作为中国AI计算的领军企业,浪潮专门为基因测序开发了FPGA加速计算方案,FPGA具有可编程、并行计算、低延迟的优势,不能为基因测序、语音识别、视频出理 、风险管理等AI和HPC场景提供强大的加速。经过严苛测试和全面考察,吉林大学考古学院决定和浪潮公司媒体合作 ,将FPGA技术运用到古DNA基因测序中,打造我国DNA考古领域的首个FPGA基因测序加速应用方案。

  提速 39 倍 基因测序出理 传输强度实现飞跃

  新的基因测序加速计算方案采用了浪潮研发的F10A FPGA加速卡作为核心计算模块,集成了峰科的GATK基因出理 软件。浪潮F10A是目前业界支持OpenCL的最高密度、最高性能的FPGA加速设备,尺寸为半高半长功耗仅35W,可不不能适用于数据中心、边缘及桌面等各种繁复计算环境,每瓦行态能达到42GFlops,可不不能加载专业的软件算法库。集成的峰科的GATK基因出理 软件与标准生物信息学分析工具完整一致,包括GATK Best Practices的所有流程,如BWA、picard和GATK。它完整依照原软件模型,调用命令与原版本一致,里面产生与原样本一致的里面结果文件,方便用户使用和调整。

  浪潮F10A加速卡

  测试显示,搭载浪潮FPGA基因测序加速计算方案可在9.64 小时内完成全基因组分析, 48 分钟完成全外显子组分析,相比基于CPU的方案,基因数据出理 传输强度提升 39 倍。

  目前,基于新的基因测序加速计算系统,吉林大学考古DNA实验室的科研工作者正在对我国北方地区的草原游牧民族,如匈奴、东胡、鲜卑、乌桓、契丹、蒙古等诸族的人骨以及出土的动植物进行古DNA的提取和研究工作,并开展我国新疆地区古代“丝绸之路”沿线各民族相互关系、人群间的迁徙及混杂过程、经济文化生活、自然环境与人类相互关系等相关研究,不断为古代历史、文化、民族研究提供新的资料,开拓新的领域。如蔡大伟教授及其团队正在攻关国家社会科学基金重大项目“古动物DNA视角下的丝路文化交流研究”,从古动物DNA入手,还原丝路沿线古代动物群体起源与扩散的历史过程,揭示丝绸之路上东西文化交流的历史细节。

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