فشرده‌سازی ۳۰۰ برابری داده‌های DNA و تحول در پژوهش‌های ژنوم با «متاگراف»
فشرده‌سازی ۳۰۰ برابری داده‌های DNA و تحول در پژوهش‌های ژنوم با «متاگراف»
با پیشرفت فناوری توالی‌یابی DNA، حجم داده‌های ژنتیکی در مخازن عمومی به‌سرعت در حال افزایش است. در چنین شرایطی، تیمی از محققان دانشگاه ETH Zurich به سرپرستی «میخائیل کاراسیکوف» موفق شده‌اند سامانه‌ای به نام MetaGraph توسعه دهند که به‌نوعی همانند گوگل برای داده‌های ژنتیکی عمل می‌کند.
به گزارش نیوزلن و به نقل از تک‌اسپات، این ابزار، نخستین گام برای ایجاد یک موتور جست‌وجوی جهانی در حوزه ژنوم است که امکان جست‌وجو میان میلیون‌ها توالی DNA و RNA را بدون نیاز به دانلود حجم عظیم داده‌ها فراهم می‌سازد.
بر اساس مطالعه منتشرشده، متاگراف چارچوبی روش‌شناختی برای ساخت نمایه‌ای مقیاس‌پذیر از داده‌های ژنتیکی ارائه می‌دهد. این سامانه به کاربران اجازه می‌دهد در داده‌های خام زیستی جست‌وجو کنند، در حالی که روش‌های قبلی فقط بر اساس فراداده (metadata) توصیفی عمل می‌کردند و نتایج ناقصی به‌دست می‌دادند. به گفته پژوهشگران، جست‌وجو از طریق متاگراف بسیار مقرون‌به‌صرفه‌تر است؛ به طوری که همه داده‌های ژنتیکی عمومی را می‌توان تنها در چند هارددیسک ذخیره کرد و هر جست‌وجوی بزرگ هزینه‌ای کمتر از ۰/۷۴ دلار به ازای هر مگابیس دارد.
ساختار داده‌ای این موتور جست‌وجو به شکل ماتریسی عظیم با میلیون‌ها ستون و تریلیون‌ها ردیف طراحی شده است. تیم تحقیقاتی ETH Zurich با استفاده از روش‌های فشرده‌سازی پیشرفته، موفق شده‌اند داده‌ها را تا ۳۰۰ برابر فشرده‌تر از حالت معمول ذخیره کنند؛ دستاوردی که به گفته دکتر «آندره کالس» از گروه انفورماتیک زیست‌پزشکی این دانشگاه، مرزهای ممکن در مدیریت داده‌های ژنتیکی را جابه‌جا کرده است.
پروژه متاگراف از سال ۲۰۲۰ آغاز شد و تاکنون توسعه آن ادامه دارد. در حال حاضر، نسخه‌ای عمومی از این سامانه برای جست‌وجوهای محدود در دسترس است و برنامه‌نویسان و پژوهشگران می‌توانند کد متن‌باز آن را در مخزن رسمی گیت‌هاب بررسی کنند. این سامانه هم‌اکنون حدود نیمی از داده‌های ژنتیکی جهان را نمایه‌سازی کرده و هدف دارد تا پایان سال کل داده‌های موجود را پوشش دهد.
دانشمندان ETH Zurich امیدوارند شرکت‌های داروسازی از متاگراف برای تحقیقات داخلی خود استفاده کنند و در آینده کاربران عادی نیز بتوانند با این فناوری جست‌وجوهای ژنتیکی شخصی انجام دهند. به گفته کالس، همان‌گونه که در آغاز کار گوگل کسی نمی‌دانست موتور جست‌وجو چه تحولی ایجاد می‌کند، MetaGraph نیز می‌تواند در آینده به ابزاری روزمره برای شناسایی دقیق‌تر گیاهان یا ویژگی‌های ژنتیکی افراد بدل شود.
