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DellTechnologies的HPCGenomics解决方案可大幅提升基因数据计算效率

时间:2023-03-12 00:46:34 科技观察

国庆期间,老王出席一场婚宴,表示很生气。席间,他最喜欢的烤鸡刚上桌,他的手立刻跳了起来,整只鸡在视网膜里凝固了一秒,然后就被同桌的客人瓜分了。看着盘子里无人问津的鸡头和鸡屁股,老王心里抱怨道:没人喜欢吃这玩意儿,更何况花上百块钱就为了吃这玩意儿钱就大了。鸡腿、鸡翅、鸡胸大家都想吃,其他的部分都扔掉了,太浪费了。法老并不是第一个有这种想法的人。早在1930年,英国前首相温斯顿·丘吉尔就撰文批评现代畜牧业的大量浪费,称“50年后,我们将不再吃鸡胸肉或鸡翅,而是愚蠢地养一只鸡,你可以在适当的培养基中培养出需要的部分。”如果说上个世纪丘吉尔的预言还很天马行空,那么在这个时代,人造肉让这个愿望成真了。饲养动物获取肉食的固定模式,蓬勃发展的畜牧业源源不断地为人体提供营养。然而,畜牧业对地球的危害很大。据联合国粮农组织和世界统计资源研究院:畜牧业的碳排放量约占全球总排放量的15%,超过汽车尾气排放量的总和。此外,畜牧业破坏森林、占用土地、消耗水资源,产生大量大量的垃圾,对环境造成了巨大的破坏。随着健康饮食和低碳意识的提高,支持的声音越来越多社会对“人造肉”的接受度越来越高。人造肉主要分为两类:一类是植物蛋白肉(简称“植物肉”),一类是细胞培养肉(简称“培养肉”)。植物肉主要以大豆、豌豆、小麦等农作物的植物蛋白为原料,通过混合、挤压、剪切等一系列步骤加工成具有动物肉的质地、味道或外观的食品;培养肉,即从健康的活体动物身上提取少量干细胞,浸泡在含有糖类、氨基酸、油脂、矿物质等多种营养物质的培养基中,经过10-12天的培养、分离和提纯,得到细胞培养肉,最后蒸煮加工成成品,在口感、质地、营养等方面与动物肉几乎持平。与传统肉相比,人造肉富含人体必需的氨基酸,0胆固醇、0激素、0反式脂肪酸和0抗生素。根据BeyondMeat的招股书,生产1公斤植物肉相当于为环境节省93%的土地资源和废弃物、99%的水资源和90%的温室气体排放。在生产效率上,人造肉也与畜牧业相差几个街区。在目前的养殖条件下,猪的出栏时间一般为6个月,牛的出栏时间平均需要12-18个月,而养殖肉的生长周期只有10-10个月。12天!更接近真正的肉从人类祖先吃到第一口动物肉到现在已经有260万年了。在漫长的进化史中,人类对肉的渴望已经深深植根于DNA之中。人造肉吸引消费者的关键是在色、香、外观、质地等方面尽可能地模拟真肉。与动物肉相比,植物肉缺乏维生素B12、n-3多不饱和脂肪酸、铁、锌等营养成分,外观和口感略逊一筹。为了让植物肉更逼真,一些人造肉企业从豆类中提取豆科血红蛋白,添加到植物肉中,使其具有真肉的色泽和口感。在研究人员首先在实验室对数十种豆类的基因组进行测序以读取基因组后,生物学家确定了每种豆类中产生豆血红蛋白的特定基因,然后将该特定基因插入一种称为豆血红蛋白的物种中。在酵母毕赤酵母中,用葡萄糖喂养并在精确控制的条件下生长,毕赤酵母在发酵罐中产生泡沫状的红色植物血,最后提纯豆血红蛋白以供进一步使用。通过基因工程也可以实现培养肉的更高性能。塔夫茨大学的研究人员已尝试在牛肌肉细胞中插入三个基因,每个基因都编码一种参与抗氧化剂合成的酶,可以减轻与食用红肉和加工肉类相关的疾病,例如结肠癌)。塔夫茨大学的另一位研究人员探索了利用昆虫细胞培育肉类,创造出味道像螃蟹、虾和其他海鲜的产品。基因测序、基因编辑、基因合成等配套技术的进步,让“不用养牛也能吃牛排”的想法变为现实。由于消费者认知度和生产成本等因素,人造肉,尤其是人造肉上市。普及还有很长的路要走,从上游端构建完整的全基因组系列数据库,有助于加速人造肉的健康发展。基因工程作为生物工程的核心技术,在并行处理性能、平均响应时间、吞吐率、可扩展性和成本等方面面临着高并发海量数据处理的计算需求、海量数据的存储和分析比较需求。严格来说,与传统IT相比,高性能计算更有利于提高基因计算的效率。在这方面,经过精心设计和测试的DellReadySolutionforHPCGenomics解决方案可以帮助企业快速、经济地将基因组分析系统投入生产。该解决方案涵盖戴尔PowerEdge服务器、戴尔PowerSwitch网络、戴尔存储,包括各种形式的基因组数据分析所需的资源,可以提高系统执行基因组分析的吞吐量,使组织能够根据可预测的计划结果更快地获得分析.经验证的适用于HPC基因组学的戴尔就绪解决方案已帮助国家转化基因组学研究所TGen将基因组测序时间从两周缩短至八小时。TGen利用基因工程发现常见和复杂的疾病来治疗患者。该机构需要处理大量数据——在需要时移动数据、保护和管理数据以及快速处理数据。借助面向HPC基因组学的戴尔解决方案,TGen可以将基因组测序的时间大大缩短,从而使实验室发现能够快速转化为治疗方案,为更多患者带来福音。2019年,美国“人造肉第一股”BeyondMeat的上市,让人造肉概念脱颖而出,各方资本纷纷布局。今年5月,国家发改委在《生物经济发展“十四五”规划》中提出,发展合成生物学技术,探索开发“人造蛋白”等新型食品,减轻环境压力传统水产养殖带来的资源。人造肉什么时候才能全面摆上台面,让我们拭目以待。如果您想了解更多戴尔科技的产品和解决方案,请扫描以下二维码咨询戴尔官方客服。