16:59 2022-06-24
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Platformă online concepută pentru a îmbunătăți reproductibilitatea, colaborările științifice
_ Platformă online concepută pentru a îmbunătăți reproductibilitatea , colaborări științifice
De secole, oamenii de știință s-au bazat pe un stilou sau creion și pe un caiet de laborator de încredere pentru a se asigura că experimentele lor pot fi înțelese și replicate de colegi. Acum, deoarece experimentele pot implica zeci de pași și sute de materiale, pot produce gigaocteți de date care necesită procesare de supercomputere și pot fi partajate cu colaboratorii de pe tot globul, blocnotesul de laborator poate să nu mai fie suficient.
Într-un recent studiu. Studiul, cercetătorii raportează despre dezvoltarea unei platforme online care îi poate ajuta pe cercetătorii genomiști să urmărească experimentele de la concepție până la publicare, păstrând înregistrări precise în scopuri de control al calității și ușurând eforturile potențiale de reproductibilitate.
Sistemul, numit Platform for Epi-Genomic Research, sau PEGR, este concepută ca un instrument pentru a ajuta laboratoarele experimentale de științe ale vieții – sau laboratoarele umede – să țină evidența operațiunilor extrem de complexe și să transforme datele brute în perspective științifice. De exemplu, în loc să se bazeze pe note minuțioase scrise de mână, PEGR încorporează coduri de bare bidimensionale – numite răspuns rapid sau coduri QR – pentru a colecta și urmări electronic informații detaliate despre mostre pe măsură ce acestea avansează de-a lungul procesului experimental.
Eficiența PEGR poate îmbunătăți reproductibilitatea, un motiv cheie pentru dezvoltarea instrumentului, potrivit William Lai, profesor asistent de cercetare, Universitatea Cornell și fost profesor asistent de cercetare în biochimie și biologie moleculară, Penn State. Reproductibilitatea, un pas critic în procesul științific, necesită ca oamenii de știință să își verifice munca pentru a se asigura că este exactă, sigură și funcțională în aplicațiile din lumea reală.
„Este deja bine recunoscut că reproductibilitatea este o problemă nu numai în științele vieții, dar în toate domeniile STEM (știință, tehnologie, inginerie și medicale)”, a spus Lai. „Au existat povești după povești despre echipe de cercetare care au pretins că au descoperit ceva și apoi, câțiva ani mai târziu, aflăm că nimeni nu a reprodus acele rezultate în afara laboratorului care a generat descoperirile. PEGR este o abordare pentru a înțelege urmărirea proceselor experimentale – ce folosește un utilizator și când îl utilizează – astfel încât să putem îmbunătăți reproductibilitatea.”
Deoarece este o platformă online, PEGR poate conecta oamenii de știință din întreaga lume pentru a facilita eforturile de reproductibilitate. Platforma abordează, de asemenea, dezvoltarea rapidă a echipamentelor pentru cercetarea genomică - inclusiv eșantionarea robotizată și secvențierele de mare capacitate care pot rula multe experimente simultan - care creează cantități mari de date, conform lui Danying Shao, inginer de cercetare și dezvoltare pentru Institutul de calcul și date. Echipa Sciences (ICDS) Research Innovations with Scientists and Engineers sau RISE.
„Nu există nicio îndoială că are loc o explozie de date în bioinformatică”, a spus Shao, care a ajutat la proiectarea platformei. „Seturi mari de date sunt generate într-un ritm fără precedent. De exemplu, un singur eșantion poate genera gigaocteți de date. Și, atunci când secvenționăm sute de mostre, puteți vedea că putem ajunge la nivelul în care creăm terabytes de date. date.”
Conform cercetătorilor, care au publicat detalii despre sistem în Genome Biology, PEGR este integrat cu platforma Galaxy, un sistem de flux de lucru științific open-source. PEGR este proiectat să urmărească eșantionul și experimentul de secvențiere, să gestioneze procesarea datelor și apoi să producă rapoarte și vizualizări ale rezultatelor experimentale.
În primele câteva rulări cu platforma, cercetătorii au experimentat deja timpuriu beneficii.
„Doar ca exemplu, recent un tehnician s-a confruntat cu un șir de experimente eșuate, așa că am intrat în PEGR și, examinând metadatele experimentale, ne-am dat seama că foloseau un lot prost dintr-o anumită substanță chimică, ", a spus Lai. „Acum, din punct de vedere istoric, procesul de găsire a cauzei experimentelor eșuate ar fi putut dura luni de zile – dacă nu, un an sau doi – în loc să găsească sursa imediat.”
Cercetarea alimentată de RISE
Conform lui Chuck Pavloski, liderul echipei RISE, proiectul PEGR este doar un exemplu al modului în care membrii RISE îi ajută pe cercetătorii Penn State, precum și pe comunitatea de cercetare în general. Pavloski aseamănă echipa cu o legătură între cercetători cu instrumente de calcul și expertiză care pot extinde puterea științei de a aborda provocări științifice și societale importante.
„Inginerii RISE sunt efectiv lipiciul dintre știință și nevoile de calcul actuale, ", a spus Pavloski. „Cu alte cuvinte, le permit oamenilor de știință să fie ceea ce sunt buni. Noi acționăm în același mod în care un om de știință lucrează la un laborator național, deschizând calea astfel încât oamenii de știință să-și poată explora domeniile și să-și continue ideile de cercetare. .”
Acest parteneriat bazat pe RISE poate ajuta oamenii de știință cu întrebări tradiționale de cercetare computațională, cum ar fi furnizarea de îndrumări cu privire la cele mai bune practici pentru utilizarea supercomputerului Penn State Roar pentru a oferi modalități de optimizare și îmbunătățire a codului, dar echipa poate, de asemenea aplică propria lor înțelegere profundă a cercetării academice pentru a colabora cu oameni de știință la proiecte interdisciplinare de ultimă oră.
„Echipa RISE este formată din oameni de știință de master și doctorat care au o înțelegere profundă a cum funcționează știința, dar lucrează în afara domeniilor lor tot timpul”, a spus Pavloski. „De exemplu, am putea avea un meteorolog instruit care lucrează și la proiecte de biochimie sau genomice, sau avem ingineri în echipa noastră care pot fi de ajutor oamenilor de știință în astronomie sau biochimie.”
Această interdisciplinaritate oferă un alt avantaj. Membrii echipei RISE pot folosi cele mai bune practici de știință computațională dintr-un domeniu pentru investigații din alte domenii sau discipline.
„De asemenea, oferim o legătură puternică cu noile tehnologii, cum ar fi utilizarea tehnicilor de inteligență artificială sau explorarea utilizării unitate de procesare grafică – sau GPU – calcul într-un proiect de cercetare”, a spus Pavloski.
Inginerii RISE lucrează, de asemenea, cu specialiști în vizualizarea datelor pentru a ajuta oamenii de știință să creeze vizualizări convingătoare pentru munca lor, precum și să profite de noi tehnologii imersive, cum ar fi realitatea virtuală și realitatea augmentată, pentru a explora datele în moduri profund captivante.
Utilizări viitoare
Cercetătorii speră că PEGR, care este open source, ar putea produce beneficii întreprinderea științifică, economisind timp, bani și dureri de cap și conduc la orice, de la o înțelegere mai bogată a genomului până la tratamente medicale mai bune, care ajung mai repede la pacienți.
În viitor, cercetătorii pot explora dacă platforma online poate să fie extins în afara utilizării în laboratoarele umede și pentru utilizare în știința translațională, ceea ce ar ajuta oamenii de știință să aducă tratamente și soluții în lumea reală.
„Această platformă a fost concepută inițial în jurul cercetării de bază, dar suntem lucrează activ pentru a-l muta în domeniul biomedical translațional în viitor”, a spus Lai.
Comentarii:
Adauga Comentariu