გენომის შენახვის გამოწვევები: სად წავა მილიონობით გენომის მონაცემი?

• ავტორი:
• ავტორის სახელი

  Quantumrun Foresight
• აპრილი 24, 2023

გენომიკის ინდუსტრიამ განიცადა მნიშვნელოვანი წარმატება, რამაც გამოიწვია დიდი რაოდენობით დნმ-ის თანმიმდევრობის მონაცემების წარმოება. ამ მონაცემების გაანალიზება და სრულყოფილად გამოყენება მეცნიერებისთვის შეიძლება რთული იყოს საკმარისი ინსტრუმენტების არარსებობის გამო. Cloud Computing-ს შეუძლია გადაჭრას ეს პრობლემა მეცნიერებს ინტერნეტის საშუალებით მონაცემების დისტანციურად წვდომის და დამუშავების საშუალებას მისცემს.

გენომის შენახვის გამოწვევების კონტექსტი

გენომიკის გამოყენება წამლების შემუშავებასა და პერსონალიზებულ ჯანდაცვაში მნიშვნელოვნად გაიზარდა დნმ-ის თანმიმდევრობის ღირებულების შემცირების გამო. პირველი თანმიმდევრული გენომის შექმნას 13 წელი დასჭირდა და დაახლოებით 2.6 მილიარდი დოლარი დაჯდა, მაგრამ 2021 წელს შესაძლებელია ადამიანის გენომის თანმიმდევრობა დღეში 960 აშშ დოლარზე ნაკლებით. ვარაუდობენ, რომ 100 წლისთვის 2025 მილიონზე მეტი გენომი განიხილება სხვადასხვა გენომიური პროექტების ფარგლებში. როგორც ფარმაცევტული კომპანიები, ასევე მოსახლეობის გენომიკის ეროვნული ინიციატივები აგროვებენ დიდი რაოდენობით მონაცემებს, რომლებიც, სავარაუდოდ, გაგრძელდება. სათანადო ანალიზითა და ინტერპრეტაციით, ამ მონაცემს აქვს ზუსტი მედიცინის სფეროს მნიშვნელოვანი წინსვლის პოტენციალი.

ადამიანის გენომის ერთი თანმიმდევრობა წარმოქმნის დაახლოებით 200 გიგაბაიტიან ნედლეულ მონაცემს. თუ სიცოცხლის მეცნიერების ინდუსტრია 100 წლისთვის მოახერხებს 2025 მილიონი გენომის თანმიმდევრობის განსაზღვრას, მსოფლიო შეაგროვებს 20 მილიარდ გიგაბაიტზე მეტ ნედლეულ მონაცემს. მონაცემთა შეკუმშვის ტექნოლოგიების მეშვეობით შესაძლებელია ამხელა რაოდენობის მონაცემების ნაწილობრივი მართვა. კომპანიები, როგორიცაა Petagene, დაფუძნებული დიდ ბრიტანეთში, სპეციალიზირებულია გენომიური მონაცემების ზომისა და შენახვის ხარჯების შემცირებაში. Cloud გადაწყვეტილებებს შეუძლია გადაჭრას შენახვის პრობლემები და გააძლიეროს კომუნიკაციისა და რეპროდუქციის შესაძლებლობები. 

თუმცა, უფრო დიდი ფარმაცევტული კომპანიები თავს არიდებენ რისკებს მონაცემთა უსაფრთხოებასთან დაკავშირებით და ურჩევნიათ შიდა ინფრასტრუქტურა შენახვისა და ანალიზისთვის. ისეთი ტექნიკის ჩართვა, როგორიცაა მონაცემთა ფედერაცია, ამცირებს ამ რისკს სხვადასხვა ქსელში მყოფ კომპიუტერებს საშუალებას აძლევს ერთად იმუშაონ მონაცემთა უსაფრთხოდ გასაანალიზებლად. კომპანიები, როგორიცაა Nebula Genomics, შემდგომში ნერგავენ მთლიანი გენომის თანმიმდევრობას, რომელიც განთავსდება ბლოკჩეინზე დაფუძნებულ პლატფორმაზე, რაც მომხმარებლებს საშუალებას აძლევს გააკონტროლონ ვისთან არის მათი მონაცემების გაზიარება და ორგანიზაციას წვდომა ჰქონდეს დეიდენტიფიცირებულ მონაცემებზე ჯანმრთელობის ტენდენციების გასაგებად.

დამრღვევი გავლენა 

გენომიური მონაცემთა შენახვის გამოწვევები, სავარაუდოდ, წაახალისებს ბევრ ფირმას გადავიდნენ ღრუბლოვან გამოთვლით გადაწყვეტილებებზე, რათა თავიდან აიცილონ მაღალი ხარჯები IT ინფრასტრუქტურაზე. რაც უფრო მეტი მეხსიერების პროვაიდერი ეჯიბრება, რომ მათი გადაწყვეტილებები გამოირჩეოდეს ინდუსტრიაში, ამ სერვისებთან დაკავშირებული ხარჯები სავარაუდოდ შემცირდება და 2030-იან წლებში გამოჩნდება ახალი გენომის სპეციფიკური ტექნოლოგია. მიუხედავად იმისა, რომ მსხვილი ფირმები თავდაპირველად ყოყმანობენ, ისინი ალბათ დაინახავენ უახლესი, უსაფრთხო ღრუბლოვანი კომპიუტერული ტექნიკის სარგებელს და დაიწყებენ მათ გამოყენებას. 

სხვა პოტენციური გადაწყვეტილებები შეიძლება შეიცავდეს მონაცემთა ტბებს, ცენტრალურ საცავს, რომელიც საშუალებას გაძლევთ შეინახოთ ყველა სტრუქტურირებული და არასტრუქტურირებული ინფორმაცია ნებისმიერი მასშტაბით. მონაცემთა საწყობი, რომელიც მოიცავს ინფორმაციის ცენტრალიზაციას მრავალი წყაროდან ერთ, ინტეგრირებულ სისტემაში, ასევე შეიძლება იყოს სიცოცხლისუნარიანი მეთოდი დიდი რაოდენობით გენომიური მონაცემების შესანახად და მართვისთვის. მონაცემთა მართვის სპეციალიზებული სისტემები გთავაზობთ მოწინავე ფუნქციებს, როგორიცაა უსაფრთხოება, მართვა და ინტეგრაცია. ზოგიერთ შემთხვევაში, შესაძლოა საჭირო გახდეს გენომიური მონაცემების ლოკალურად შენახვა შიდა სერვერებზე. ეს ვარიანტი შეიძლება იყოს შესაფერისი მცირე ზომის პროექტებისთვის ან ორგანიზაციებისთვის, რომლებსაც აქვთ მონაცემთა უსაფრთხოების სპეციფიკური მოთხოვნები.

მოსალოდნელია, რომ ბლოკჩეინზე დაფუძნებული გადაწყვეტილებები ასევე ფართოდ იქნება გამოყენებული. ამ ტექნოლოგიის გამოყენების მთავარი უპირატესობა ის არის, რომ ის საშუალებას აძლევს ინდივიდებს შეინარჩუნონ საკუთრება გენომიურ მონაცემებზე. ეს ფუნქცია მნიშვნელოვანია, რადგან ეს ინფორმაცია ძალიან მგრძნობიარეა და ინდივიდებს უნდა ჰქონდეთ კონტროლი მის გამოყენებასა და გაზიარებაზე.

გენომის შენახვის გამოწვევების შედეგები

გენომის შენახვის გამოწვევების უფრო ფართო შედეგები შეიძლება მოიცავდეს:

• ახალი შესაძლებლობები კიბერკრიმინალებისთვის, თუ გენომის შენახვის სისტემები არ იქნება საკმარისად დაცული.
• ზეწოლა მთავრობებზე, რათა დანერგონ უფრო ძლიერი პოლიტიკა გენომური მონაცემების გამოყენებასა და დაცვასთან დაკავშირებით, განსაკუთრებით თანხმობის მისაღებად.
• დაჩქარებული წარმატება წამლებისა და თერაპიის განვითარებაში მას შემდეგ, რაც მოგვარდება ტექნიკური გამოწვევები მასიური გენომიური მონაცემთა ბაზების ანალიზის გარშემო.
• ღრუბლოვანი სერვისის პროვაიდერების მზარდი რაოდენობა, რომლებიც ქმნიან სპეციალიზებულ პროდუქტებსა და სერვისებს გენომიური მონაცემებისა და სამეცნიერო კვლევებისთვის.
• მეცნიერებსა და მკვლევარებს ასწავლიან ბლოკჩეინზე დაფუძნებული მონაცემთა შენახვისა და მართვის სისტემების მუშაობას.

კითხვები გასათვალისწინებელია

• როგორ ფიქრობთ, როგორ შეიძლება ადამიანებზე გენომიური მონაცემების ბოროტად გამოყენება?
• როგორ ფიქრობთ, როგორ შეიცვლება გენომიური მონაცემების შენახვა და მართვა და რა გავლენას მოახდენს ეს ჯანდაცვასა და კვლევაზე?