生物MAP:一个生物导体友好的,GPU加速的管道,用于二硫酸盐测序数据
Nicholas J Eagles1, Richard Wilton2, Andrew E Jaffe1
1Lieber Institute for Brain Development, Johns Hopkins Medical Campus, Baltimore, 21205, USA.
BMC bioinformatics
|September 13, 2023
概括
BiocMAP使用GPU对齐和内存高效的数据处理加速了全基因组二硫酸盐测序 (WGBS) 分析. 这一管道使得复杂的基因组甲基化分析对研究人员来说更容易获得,并且在计算上更可行.
科学领域:
- 基因组学就是基因组学.
- 表观遗传学 在表观遗传学中,表观遗传学是指表观遗传学.
- 生物信息学是一种生物信息学.
背景情况:
- 全基因组双硫酸盐测序 (WGBS) 对于理解疾病中的表观遗传修饰至关重要.
- 传统的WGBS工作流程在读取对齐和内存密集型数据处理方面面临计算瓶.
- 现有的管道对于研究人员来说可能是不切实际的,因为计算要求很高.
研究的目的:
- 为WGBS数据分析开发一个计算效率高和储存效率高的管道.
- 使用GPU加速软件加快对齐步骤.
- 为更广泛的可访问性提供一个生物导体友好的工作流程.
主要方法:
- 使用Nextflow实现了一个由两个模块组成的管道,BiocMAP.
- 模块1使用Arioc,这是一个GPU加速的对齐器,用于计算密集的读取对齐.
- 模块2在没有GPU的环境中提取和合并DNA甲基化比例,使用磁盘上的数据表示.
主要成果:
- 生物MAP显著减少了WGBS对齐的计算时间.
- 该管道通过磁盘上的数据表示,大大降低了主内存需求.
- 生物MAP的输出对象与R和生物导体兼容,提高了可用性.
结论:
- 生物MAP为WGBS分析提供了可复制和高效的解决方案.
- 该管道通过容器化 (Docker,Singularity) 和调度器 (SLURM,SGE) 支持各种计算环境.
- 生物MAP促进与现有的开源分析工具进行整合,以获取甲基化数据.
