通過一部手機就能掌握生命奧秘?兄弟姐妹之間的基因序列,能否直觀地知道有哪些不一樣?孩子的基因,哪些來自父親,哪些來自母親?未來有一天,基因測序會不會就像手機購物一樣方便?
看起來放肆大膽的想法,能否實現?恰如本哈德·施林克所言,人有時候也要全力去做些瘋狂的事,有時候這么干就是正確的。
不久前,華大對外透露了全球首次實現手機個人全基因組測序分析的消息,引起震動。
實現這個大膽想法的 ,是三個年輕人。
手機WGS開發團隊成員(左至右):于闖、張優勁、趙林英
畢業半年就接了個“大項目”
項目在今年的春節前后正式啟動。當時,整個團隊對這件事能不能做成,沒有一個人有十足的把握。
得知這個消息,2018年研究生畢業的張優勁抱著試一試的心態報名了。“剛好我有安卓系統的經驗,也熟悉生信流程和計算機原理,覺得還挺有挑戰性。”
但當領導正式通知由他負責項目時,“當時我整個人就震驚了”。但是沒有沉浸在“為什么是我”的震驚中,他馬上投入到開發中。
抱著挑戰一下的心態,研究生畢業半年的張優勁負責了項目中近90%的開發
如何讓15G的WGS數據在Android手機中運行起來,成了他最大的難題。在當前的運算環境下,手機只能跑一條染色體,不然就會卡死,要做全基因組分析,談何容易!
這不僅要求研發人員必須掌握過硬的安卓系統開發知識,還必須懂生信流程和計算機原理,面對突發情況要做到隨機應變,還必須有強大和全面的知識基礎。得益于在研究生期間的項目積累,張優勁利用了“分”“治”的思想,先把數據做了分塊,再處理。
到了4月份,第一次個人全基因組分析終于在華為手機上跑通了,等于實現了原理性的驗證。團隊對整體進程非常滿意,項目進入優化攻堅階段。這個時候,趙林英和于闖加入了。
自動化專業的趙林英,研發之外愛好閱讀和寫作
“在手機上做個人基因組測序分析,是天方夜譚嗎?”雖然剛聽說這個項目,畢業兩年多的趙林英和于闖都感到挺驚訝的。基于此前有一年多的安卓底層的開發經驗,趙林英欣然加入了,主要負責部分代碼及GATK部分代碼C化,連接分析各個部分;于闖主要負責GATK模塊的重寫與加速。
他們發現,原來基于x86架構的生信程序想在基于ARM架構的手機上跑起來并不簡單。底層結構的差異導致某些模塊無法運行、某些模塊運行緩慢。團隊對芯片進行了指令加速、線程調度、算法重構、內存優化等改造。
到了5月份,數據終于能在手機上流暢地跑通了。“4月份,我們主要進行的是原理性驗證,證明在手機上能做這件事;到了5月份,數據就進行得比較順暢了。好像做一道菜,原來只是煮熟了,現在可以說是美味了。”張優勁如此形容。
數學與應用數學專業出身的于闖,專注于算法與高性能優化,愛好騎行與電子游戲,是隱藏的羽毛球高手
手機,還有手機!
5月27日,華大在生命大數據高峰論壇暨第四屆基因組云計算技術開發者峰會(GCTA 4)公開了這個消息。在人類從信息時代走向生命健康時代的今天,該數據的完成具有重大意義,也引起了業界的廣泛關注。
而讓他們意想不到的是,消息發布后不久,在國產芯片上跑通了首個WGS數據的他們,就收到了來自CEO尹燁博士以個人名義發出的禮物——三部華為P30手機。
“激動,更多的是成就感。”張優勁稱,公司在一個非盈利的項目上投入時間和人力,彰顯了極強的開拓探索的精神。作為新人的他們,得到這樣的機會就已屬難得,得到認可更是意外之喜。
趙林英坦言,作為一名非生物專業的程序員,加入華大前,就深受《人類簡史》和《未來簡史》的影響,現在能參與到具體的項目中,探索生命和基因的奧妙,感覺既神奇又幸運。
回顧整個研發流程,于闖認為項目增加了自己基于不同架構開發的經驗,對未來針對不同生物信息流程的算法以及性能優化提供了寶貴的經驗。
研發還在繼續。我們有理由相信,這遠非他們的非凡時刻。
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原文標題:全球首個手機全基因測序分析成功了!開發團隊的下場竟然是……
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