Projectenbank

Projectenoverzicht

 
 

Project: Application of High-Performance, Low-Cost Biocomputing in Genomics - BioCOMP

Thema's:
Proces- en Voedselindustrie, ICT, Polymeren, Chemie en kunststoffen
Doorlooptijd:
van 1 september 2009 tot 1 juli 2013
Aanleiding
In het werkveld van toegepast DNA-onderzoek dat bekend staat als ‘genomics’ gaat het onder meer om ziekte en gezondheid, plantenveredeling en behoud van biodiversiteit. In dit veld is het mogelijk en betaalbaar geworden om snel immense hoeveelheden DNA-gegevens te verzamelen, tot terabytes per week. De goede analyse en interpretatie van al die gegevens is echter een sterk groeiend probleem voor de beroepspraktijk. Uit de gesprekken met de praktijk is volgende vraag voort gekomen: Hoe kunnen er werkbare en betaalbare methodes ontwikkeld worden ten behoeve van de analyse van ‘high volume, high-troughput’ DNA-data?

Doelstelling en onderzoekslijnen
Dit RAAK-PRO programma ‘BioCOMP’, gebruikt bestaande technologie voor het gebruik van videokaarten en computernetwerken (grid) om nieuwe kennis en methoden voor DNA analyse te leveren die sneller, beter, makkelijker en aanzienlijk goedkoper zijn dan beschikbare alternatieven. Deze aanpak vertaald zich in aantal onderzoekslijnen:

In de eerste fase staan twee onderzoekslijnen centraal:
o Implementatie van een Smith/Waterman algoritme met GPGPU/CUDA (Graphics Processing Unit/Compute Unified Device Architecture)
o Ontwikkeling van ‘grid test bed’ bij de Hanzehogeschool Groningen en de Hogeschool van Arnhem en Nijmegen (HAN)
De tweede fase bestaat uit 3 verschillende onderzoekslijnen:
o Implementatie van een tweede en ten minste een derde algoritme met GPGPU/CUDA
o Integratie van GPGPU technologie in een lokaal grid
o Communicatie tussen grids en GPGPU’s

Om dit ambitieuze RAAK-PRO programma met succes uit te voeren is een Consortium samengesteld met de Hanzehogeschool Groningen als penvoerder en de HAN als partner. Het zijn vooral hbo-afgestudeerden die in hun werk in academische ziekenhuizen, universiteiten, publieke of private onderzoeksinstellingen met de groeiende DNA datastromen geconfronteerd worden.
Naast de twee hogescholen bestaat het Consortium uit vijf organisaties die het werkveld en verschillende aandachtsgebieden hierbinnen vertegenwoordigen. Het betreft twee onderzoekscentra, het Centre for BioSystems Genomics 2012 en het Netherlands Bioinformatics Centre, die ieder diverse publieke en private Nederlandse partners in zich verenigen. Daarnaast zijn de partners het Universitair Medisch Centrum Groningen, de Universiteit van New-South Wales (Sydney, Australië) en het Wageningse hightech genomics bedrijf Keygene (mkb).

Het plan van onderzoek richt zich op het parallelleren, evalueren, testen en in de praktijk brengen van kennis volgens de methode van een ‘rational unified proces’. Consortium partners brengen grote hoeveelheden DNA data in met verschillende wetenschappelijke achtergronden (medisch, dier, plant), formuleren wensen voor output en gebruik en helpen deze toe te passen. Toepassingen komen tot stand door een iteratieve manier van testen, evalueren en aanpassen.

Beoogde resultaten
Er zullen tenminste drie voor genomics onderzoek specifieke algoritmen op videokaarten en grids ontwikkeld worden in een periode van 3,5 jaar. Het programma voorziet in de inzet van 40 hbo-studenten, studentassistenten en 10 docenten en zal bijdragen aan twee hbo-proefschriften.
Aanpak en resultaten hebben naar verwachting meerwaarde voor andere toepassingsgebieden binnen en buiten het genomics onderzoek (energie, voeding, techniek). Marktonderzoek zal uitwijzen waar toekomstige mogelijkheden tot nieuwe onderzoeksopdrachten liggen

Consortiumleden

Netwerk- en projectleden