ドリーム・スター:平行で空間効率の良い正確な局所的な並列

科学分野:

• ゲノミクスゲノミクスとは
• バイオインフォマティックス
• コンピュータ生物学 コンピュータ生物学

背景:

• ローカルなアライメントを大型ゲノムデータセットで検索することは,重要な計算上の課題を提示します.
• ゲノムデータの繰り返し配列は,ランタイムコストを増加させ,ホモロジー検索を複雑にします.
• 効果的なフィルターは,重要なマッチを見逃さずに検索スペースを縮小するために不可欠です.

研究 の 目的:

• ステラローカルアライナー (Stellar Local Aligner) の更新された並列化されたバージョンであるDREAM-Stellarを導入します.
• ゲノムデータにおける実用的なホモロジー検索のために,敏感で特定のフィルターを開発する.
• DREAM-Stellarのパフォーマンスを既存のローカルアライナメントツールと比較するために.

主な方法:

• DREAM-Stellarは,クエリ/参照の事前処理,クエリ配布のためのデータ構造構築,並列計算,および結果の組み合わせという4段階のプロセスを採用しています.
• IBFのデータ構造と新しいプリフィルターを活用して,効率的なローカルアライナメントクエリの配布を行います.
• 他の5つのローカルアライナーと比較して,シミュレートされたおよび実際のゲノムデータで評価された性能.

主要な成果:

• DREAM-Stellarは,32スレッドで前作より最大900倍速く,大幅な速度向上を示しています.
• それは数分ですべてのペアゲノム配列を特定することができ,BLASTのようなツールとランタイムで比較できます.
• BLASTのようなヒューリスティックツールは,重要なローカルアライナメントを見逃すか,またはより重要なマッチに圧倒される可能性があります.

結論:

• DREAM-Stellarは,非常に長いゲノム配列の局所的配列を特定するための,実用的で迅速なツールです.
• 編集距離モデルの下でのホモロジー検索に適しています.
• このソフトウェアは,LinuxとMac OS Xで無料で利用できます.