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Datenmanagement von Genomdaten

Hochmoderne Speichertechnologie sichert sensible Genomdaten dauerhaft

| Autor / Redakteur: Stephane Estevez* / Dr. Ilka Ottleben

Abb. 1: Die wachsende Anzahl an Anwendungsfeldern führt zu einer zunehmenden Generierung von Genomdaten.
Abb. 1: Die wachsende Anzahl an Anwendungsfeldern führt zu einer zunehmenden Generierung von Genomdaten. (Bild: Bild: © Mopic - Fotolia.com)

Mehr als 30 Terabyte Daten werden am Swiss Institute of Bioinformatics pro Woche generiert. Extrem umfangreiche Datenanalysen in Genomik, Proteomik und anderen Gebieten der Bioinformatik machen es nötig, auf hochmoderne Speichertechnologie zu setzen.

Das unabhängige Swiss Institute of Bioinformatics (SIB) zählt zu den führenden Forschungseinrichtungen im Bereich der Genomik und Proteomik. Jede Woche werden hier 30 TB an Daten erzeugt. Da sich die ‘omik-Disziplinen und insbesondere die Genomik in Richtung Patientenversorgung bewegen, stellt der Stornext Scale-Out-Storage für das SIB eine proaktive Strategie dar, Genomdaten über Jahrzehnte für eine weitere Verwendung vorzuhalten.

In dem 1998 gegründeten Verbund haben sich etwa 60 bioinformatische Forschungs- und Dienstleistungsgruppen und ca. 700 Wissenschaftler der führenden Schweizer Universitäten und Forschungsinstitute zusammengeschlossen. Dem Engagement des SIB nach Ausbildung und Forschung im Bereich der Genomik ist zu verdanken, dass die Schweiz die höchste Konzentration an Bioinformatikern aller Länder weltweit hat.

In letzter Zeit konzentriert sich das SIB verstärkt auf die angewandte Genomik. Personalisierte Medizin, Bevölkerungsgenetik, die biologischen Hintergründe der Geschmackswahrnehmung, Methoden zur Steigerung der Ernteerträge – all diese Forschungsbereiche können dazu beitragen, die Lebensqualität für uns alle zu verbessern.

„Das SIB hat vor kurzem einen Algorithmus für einen pränatalen Diagnosetest auf Bedingungen wie das Down-Syndrom entwickelt“, erläutert Professor Ioannis Xenarios, Director der Vital-IT Group, die beim SIB für das Design und den Support der innovativen Datenverarbeitungsinfrastruktur zuständig ist, auf die die Wissenschaftler bei ihren Forschungen angewiesen sind. „Mit einer einfachen Blutabnahme bei der Mutter in der 11. Schwangerschaftswoche können wir das genetische Material des Fötus in der Gebärmutter sequenzieren. Diese Methode ist weniger invasiv und viel weniger riskant als die bislang übliche Fruchtwasserentnahme. Und sie zeigt, dass Genomik heute im Alltagsleben eine immer größere Rolle spielt.“

Besondere Anforderungen an das Datenmanagement

Angesichts der wachsenden Zahl an Anwendungsfeldern der genomischen Forschung sowie sinkender Kosten und Zykluszeiten für Sequenzierungen führen Organisationen heute deutlich mehr Genomsequenzierungen durch und generieren dabei extrem große Mengen an Daten von hohem Wert. „Je weiter wir uns der angewandten Bioinformatik nähern, desto wichtiger ist es, sich Gedanken über die langfristige Aufbewahrung und Verwaltung der Daten zu machen – sowohl im Hinblick auf skalierbare Kapazitäten als auch auf die damit verbundenen Kosten für Personal, Energie und Kühlung“, so Xenarios. Das SIB betreibt sechs verschiedene Sequenzierungszentren und unterstützt Projekte von ca. 300 aktiven Forschungsteams. Sequenzierungsläufe dauern mehrere Tage und die Teams verarbeiten in der Regel pro Woche fünf separate Projekte. Die Rohdaten werden nacheinander verschiedenen Analyseanwendungen unterzogen und zu Übersichtstabellen und Grafiken für Berichte und Veröffentlichungen aufbereitet. Da bei der Sequenzierung jede Woche bis zu 30 TB Daten generiert werden, steigen die Datenbestände rasant an.

„In den letzten Jahren ist die Sequenzierung viel schneller geworden“, erklärt Roberto Fabbretti, Senior Scientist und IT Manager bei Vital-IT. „Das bedeutet, wir verarbeiten mehr Projekte denn je und unser Datenvolumen explodiert.“

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