Créditos: Divulgação/Nvidia

Brasileiros fazem sequenciamento genético em tempo recorde com tecnologia da Nvidia

Estudo foi realizado por pesquisadores da UnB e UFMG em parceria com a fabricante

Um estudo nacional recente propôs uma solução computacional para comparação de sequências de DNA de cadeia longa. O resultado foi a mais rápida comparação de cromossomos entre um ser humano e um chimpanzé, no caso, especificamente entre o cromossomo-1 humano com o cromossomo-1 do chimpanzé. Esse novo código desenvolvido poderá auxiliar pesquisas na área de saúde e medicamentos a encontrar respostas assertivas no diagnóstico de patologias e desenvolvimento de tratamentos em menos tempo.

O estudo foi realizado pelos pesquisadores Marco Figueiredo Jr. (UnB), Edans Sandes (UnB), João Paulo Navarro (Nvidia), George Teodoro (UFMG) e coordenado pela pesquisadora Alba Cristina Magalhães Alves de Melo (UnB), pioneira nos estudos sobre o assunto no Brasil.

Com a solução brasileira, leva apenas 11 minutos para obter a impressionante taxa de 82.822 GCUPS (bilhões de células atualizadas por segundo). Esse resultado é, até o momento, o melhor desempenho já registrado. Para alcançar essa façanha, os pesquisadores utilizaram um cluster com 512 GPUs NVIDIA V100, mesmo modelo que equipa o supercomputador Dragão da Petrobras. O estudo foi apresentado na edição de 2020 da conferência PDP (Euromicro Conference on Parallel, Distributed and Network-Based Processing) em Västerås, Suécia, e publicado na prestigiada revista IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems.


GPUs Nvidia V100 são baseadas na arquitetura Tesla e foram lançadas em 2019. Fonte: Divulgação/Nvidia.

“Aplicações em Bioinformática usualmente requerem algoritmos paralelos e dispositivos com alto poder computacional para que se obtenha um desempenho expressivo. Nesta pesquisa, conseguimos aliar estes dois aspectos para realizar a comparação de sequências longas de DNA em placas gráficas. A solução proposta possui duas estratégias de distribuição de carga de trabalho entre as GPUs e foi testada em dispositivos da Nvidia de diversas arquiteturas. Os resultados obtidos mostram que ainda é possível avançar nas pesquisas neste tópico, visando projetar soluções compatíveis com ambientes de diferentes portes, mas sempre buscando aprimorar o desempenho em cada cenário”, explica um dos pesquisadores, Marco Figueiredo.  

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“É sempre uma grande alegria auxiliar pesquisadores brasileiros na quebra de barreiras científicas. O que mostra mais uma vez o grande potencial do país na inovação e na saúde", afirma Marcio Aguiar, diretor NVIDIA Enterprise para América Latina

Macacos me mordam! Quanto memória!

Para comparar o cromossomo-1 humano com o cromossomo-1 de um chimpanzé (249 milhões de pares de bases – MBP x 228 MBP), são necessários pelo menos 240 petabytes de memória. Esta comparação utilizando o algoritmo Smith-Waterman (SW) foi considerada inviável em 2008 por conta da tecnologia utilizada até então.

“O código desenvolvido já foi compartilhado publicamente para que possa auxiliar pesquisas relevantes para a saúde humana em todo o mundo. Como desafio futuro, pretendemos melhorar nossas estratégias MultiBP (multi poda em blocos) identificando quais características têm mais impacto nas abordagens estáticas e dinâmicas. Também investigaremos se há cenários em que seja benéfico para que o modo dinâmico seja revertido para estático”, conclui Marco Figueiredo.

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  • Redator: Felipe Freitas

    Felipe Freitas

    Felipe Freitas é formado em jornalismo pela Universidade Federal de Santa Catarina. Mas, segundo quase todo mundo, tem cara de quem fez Sistemas. Começou nos jogos com o SNES do seu tio, nunca passou da parte da montanha em Legend of Legaia, adora jogos com histórias bem feitas e de esportes (já que é ruim praticando).

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