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随着近年来高通量测序技术的快速发展,基因数据呈现出指数增长,以高通量测序数据库SRA(NCBI维护)为例,2009年数据收录量为10TB,2011年接近100TB,2014年突破了1PB,2015年接近5PB,2016年有望突破10PB。依赖于本地服务器与专业生信分析人员的传统数据分析模式已经难以满足这一大数据背景下的生物科技领域研究。如何高效、快速地利用这些大数据,为生命科学领域带来无限机遇。但如何分析利用也带来了全新挑战,生物云计算便能很好的解决这些问题。例如国外的DNAnexus、SevenBridges等平台,以及国内的BGIonline(华大基因)、BMKCloud(百迈客)等平台。下面介绍一些国内外在云端生物学大数据应用中比较有影响的生物云平台。
1) DNAnexus
DNANexus专注于建立一个云计算服务器中的DNA数据库,然后以服务方式将该数据库提供给研究者和科学家。目的是将更多基因存储至云端,实现基因的便捷的访问和对比分析。该项目同时还提供人类基因数据备份,基因检索和配对等。通过检索和配对,医生可以从数千万的基因信息中找到对病人有效的药物。目前 DNAnexus 的用户已经包括斯坦福大学和哈佛大学等高校,制药公司,某些医生也会通过DNA信息来诊断病情。DNAnexus和谷歌开展技术合作,提供最为全面的DNA数据库,它可通过美国国家生物技术信息中心(NCBI)下SRA的网站访问到这些DNA数据。这些数据将合并进入DNANexus的DNA信息历史文档,并储存于谷歌的云计算服务器,研究者现在可以轻松进行访问。这是谷歌的云计算服务器中最大的第三方数据资料。
2)Seven Bridges Genomics
SevenBridges Genomics主要提供人类癌症基因组研究和生物制药产品服务,实现生物信息的可视化,数据分析等方面。Seven Bridges Genomics在人类基因组排序和分析中综合应用了云计算和NoSQL数据的技术,比如EC2、S3和MongoDB。
3)BaseSpace
Illumina最新推出了为生物学家打造的新一代测序云计算平台——BaseSpace。BaseSpace利用云端软件应用程序,可帮助实现自动化的生物信息学分析。BaseSpace目前拥有6个独立的数据分析应用程序:重测序、扩增子测序、16S宏基因组、de novo装配、小分子RNA和文库QC。利用Illumina Experiment Manager(Illumina实验管理器),在样品表设置时选择好所需的分析,运行开始后数据就直接传输到BaseSpace。一旦测序运行完成,BaseSpace自动开始运行指定的分析,无需用户干预。
4)galaxy
Galaxy是一个开放的基于网页的生物信息分析平台。通过该平台,能够在不下载和安装任何软件或工具的前提下做各种生物信息分析,并能够记录每一步分析过程,同时可以与其他科研人员分享分析的历史记录和构建的工作流。可以为用户提供运算存储资源和流程化分析服务,它整合了各种生物信息学分析工具,可以友好方便的构建生物数据分析工作流,是集数据上传检索及处理、序列比对组装、序列分析、SNP/WGA分析、数据可视化等众多生物信息分析功能于一体的公共开放性平台。
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