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烈冰生物NovelBrain?云平臺助力首個血液外泌體長鏈RNA數據庫 時間:2017-10-25


最近Nucleic Acids Research雜志在線發表了首個人類血液外泌體長鏈RNA數據庫exoRBase(www.exoRBase.org),收錄了上萬條環狀RNA(circRNA)、長鏈非編碼RNA(lncRNA)和mRNA。該數據庫由復旦大學附屬腫瘤醫院/腫瘤研究所(復旦腫瘤所)黃勝林課題組完成,這是該課題組繼2015年Cell Research首次報道環狀RNA富集于外泌體并存在于血液中的工作延續。烈冰科技的NovelBrain®云平臺提供了該數據庫的基礎RNA測序數據分析。



外泌體是近年的研究熱點,作為納米級別的小囊泡卻有強大的功能和應用前景,特別是存在于體液中,是目前液體活檢關注的重要領域。長鏈RNA包括mRNA、lncRNA和circRNA等,這些RNA數量多且存在很多組織細胞特異表達信息,近年發現它們可能被外泌體包裹釋放到體液中,可作為疾病的診斷標志物或功能靶點,對外泌體長鏈RNA的研究正備受關注。黃勝林課題組在前期基礎上,改進并完善了血液外泌體長鏈RNA的高通量測序方法,發現血液外泌體存在著眾多的mRNA、lncRNA和circRNA。exoRBase正是基于這些分析基礎上建立,旨在收錄正常人和不同疾病患者血液外泌體里所有的長鏈RNA信息及其表達特征。exoRBase建立了一套針對外泌體RNA測序數據分析的標準流程,對環狀RNA進行了預測和注釋分析,同時比對和定量了lncRNA和mRNA表達情況。數據庫可從多種角度(基因名、染色體定位、circRNA關聯基因等)進行檢索,并找到具有不同特性的外泌體RNA,及其組織特異性、疾病關聯性和表達情況。exoRBase將為外泌體長鏈RNA研究和液體診斷提供有力的信息平臺和靶點。


該數據庫的基礎RNA測序數據分析主要是基于烈冰科技的NovelBrain®云平臺。烈冰科技獨立開發的基因大數據分析平臺(NovelBrain®)擁有強大的高性能計算能力、完善的樣本及大數據管理系統,同時具備深度挖掘能力,并支持定制化分析模塊自主上線。在國內首次實現了Hadoop-Docker生物信息框架,選取了Hadoop生態系統中的hdfs、zookeeper和YARN組件,并進行了一系列不同程度的優化,自主搭建了NovelBrain®科研云平臺的分布式底層框架。同時采用輕量虛擬化技術Docker,并修改了Hadoop-YARN的底層代碼,優化了其對Docker的支持,一方面實現了計算隔離,保證了系統的安全性;另一方面通過虛擬化機制實現分析軟件和算法的一致性,保證數據分析可重現。在保證高效率并行計算的基礎上,NovelBrain®獨創了從任務投遞、數據切分到容器多線程的三重調度加速框架,充分利用計算資源,大幅提高分析效率。NovelBrain®全程使用并實現“零代碼”,解決了數據無法自動分析、軟件操作難度大、分析需求無法定制和結果無法解讀等問題。


目前,NovelBrain®云計算平臺具備基因組、轉錄組、微生物和表觀遺傳學等模塊,現已實現外顯子組、小RNA、circRNA、ChIP-Seq等數十條分析工作流,并內置了上百個數據分析功能task簇,能滿足科研工作者的日常分析需求。

復旦腫瘤所黃勝林課題組聚焦于腫瘤表觀遺傳和生物信息研究,近年在外泌體和環狀RNA方面有一定的研究成果,在研究所建立了RNA高通量測序和生物信息平臺。基于與烈冰科技共同開發的NovelBrain®科研云計算平臺,開展了研究所高通量測序平臺的常規分析,同時進行了深度分析流程開發,建立了外泌體長RNA分析等流程。烈冰科技希望通過與科研團隊的深入合作,為更多的科研工作者提供高品質的數據解讀服務,強強聯合,促使生命科學向更高層的研究領域突破。

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