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​戴尔科技携手上海月新生科助力基于冷冻电镜的结构生物学研究

冷冻电镜与蛋白质单颗粒高分辨成像科研工作

人类基因组计划的完成,标志着生命科学已进入后基因组时代。虽然大量的基因序列得到阐明,但是生物大分子如何从这些基因经过一系列加工形成有功能的结构单元,尚需进一步的研究。后基因组时代人类面临的一个挑战是解析基因产物——蛋白质的空间结构,建立结构基因组学,并在原子水平上解释核酸——蛋白、 蛋白——蛋白之间的相互作用,从而阐明由这些生物大分子和复合物所行使的生物学功能。通过对核酸、蛋白质及其复合物的结构解析,人们对它们的功能的理解更加透彻,就可以根据他们发挥功能的结构基础有针对性地进行药物设计,基因改造,疫苗研制开发,甚至人工构建蛋白质等工作,从而对制药、医疗、疾病防治、生物化工等诸多方面产生巨大的推动作用。

冷冻电子显微镜技术(cryo-electron microscopy)是在 20 世纪 70 年代提出的,直到 2017 年 10 月 4 日,雅克·迪波什 (Jacques Dubochet)、约阿基姆·弗兰克(Joachim Frank)和 理查德·亨德森(Richard Henderson)因成功研发冷冻电镜高分辨成像体系,荣获诺贝尔化学奖。冷冻电镜在研究生物大分子结构方面取得了突飞猛进的发展,在生物学领域的应用越来越受到重视,逐渐成为一种被普遍接受的公认的高效研究手段,成为连接生物大分子和细胞的纽带和桥梁。此后,国内外科研界对冷冻电镜的追捧,达到了前所未有的高度。

冷冻电镜的火热也带动了一系列冷冻电镜周边产品或服务市场。自2014至2021年,每年政府公开招标采购冷冻电镜配套高性能计算集群或者大数据系统项目中标金额均达2亿元人民币,并持续稳定增长。

戴尔科技集团依托之前在国内多所高校的生命科学院的冷冻电镜HPC平台项目积累的经验,通过与客户沟通交流认识到这个领域用户对计算和存储的要求与传统的HPC项目差别非常大,为了能够更好的服务结构生物学客户,加速结构生物学科研,我们联手上海月新生科信息科技有限公司为基于冷冻电镜的结构生物学科研用户打造了一套专属的信息基础架构解决方案。

上海月新生科目前主营业务是承接冷冻电镜配套数字化、智能化信息系统集成服务、冷冻电镜专业自动化流程管线开发、以及数据处理科研服务业务,主要是解决用户在平台搭建或者实际科研过程数据处理过程中所遇到的问题。月新生科目前在冷冻电镜的相关服务主要着力于冷冻电镜数据处理系统的安装调试、操作指引、数据处理等方面。

冷冻电镜数据处理流程相当专业,需要经过长期培训的结构生物学博士长时间参与整个流程。月新生科旗下云平台产品EMFlow、EMCloud可分别实现冷冻电镜On-the-Fly实时采集同步预处理与自动挑选蛋白颗粒,数据质量实时监控与评估、多用户大规模同时在线进行冷冻电镜专业数据处理与解析等工作场景,旨在帮助用户降低学习成本,大幅度降低人工干预频率,有效缩短工作时间,并提供直观的实时的蛋白质数据质量监控看板。

在此基础上,戴尔科技集团与月新经过多个大型冷冻电镜数据中心平台建设项目的合作和联合研发,在相对固定的工作流程上成功研发出一套软、硬件一体的自动化数据预处理与实时监控系统。系统包含:Isilon存储、Dell GPU服务器、网络与网关、Linux操作系统、EMFlow On-the-fly SaaS平台及数据库,以及可选配的预配置了UPS和恒温恒湿系统的静音机柜。

用户可以一站式采购即可实现至少15天的连续不间断数据采集工作,并随时通过基于可信网络的全平台浏览器实时质量监控蛋白质样品的质量。
该产品的设计原型已经在南方科技大学、四川大学、复旦大学等多个冷冻电镜中心部署并经过至少6个月的连续测试。

在2021年10月在深圳召开的结构生物学年会上,月新生科总经理吴弘发布了该产品系列,立刻获得了多个高校和中科院冷冻电镜中心技术主管的密切关注和主动邀请,希望进一步了解甚至有机会现场测试该产品的性能、功能。

除此之外,戴尔科技集团与上海月新生科还共同关注着行业最新技术发展动态,在DeepMind公司宣布开源AlphaFold2模型后,我们第一时间也成立了相关的技术研究小组对AlphaFold2所需的IT资源进行分析研究,还测试了各种GPU加速卡在运行AlphFold2时的性能,供用户参考,并与用户共同探讨未来可能的应用场景。
AI技术:从氨基酸序列直接预测三级结构:

(以AlphaFold2/RoseTTAFold为代表)

戴尔科技集团愿与上海月新生科一起继续共同为基于冷冻电镜的结构生物学科研用户乃至整个生命科学研究领域的客户提供高效、稳定、可靠的IT基础架构软硬件平台方案和产品。

前150位参与调研者可获得礼品(智能收纳桶)

调研对象:生命科学院, 医学院, 医学科研院 、研究所教师及相关工作人员

活动联系人

夏老师,13240171988(微信同号)

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