国际顶尖科研团队信息化应用现状调查之一 美国能源部联合基因组研究所信息化应用现状
国际顶尖科研团队信息化应用现状调查之一。 美国能源部联合基因研究所信息化应用现状。 现代网络信息技术给当今社会带来了革命性的变化,也对科学研究活动产生了巨大的影响。 海量科研数据的产生、科学研究和管理方式的变革、全球科技合作的需求、地域和国界的突破,都意味着科学研究迫切需要信息技术的支撑。 《国际顶尖科研团队信息化应用现状调查》专题报告重点调查了全球十大有重大产出的顶尖科研团队,包括团队研究方向、主要成果、组织架构、信息化工具等以及他们使用的大型科学研究设施。 多方面进行调查总结。 这些科研团队的研究领域包括生物学、医学、网络安全、物理学等。团队具体包括:美国能源部联合基因研究所,已完成人类基因组部分染色体的解码和分析,以及领导医学研究、临床实验和教学的斯坦福大学。 大学医学院、德国马克斯·普朗克人类认知和脑科学研究所(揭示人类语言障碍和其他疾病的原因)、美国林肯实验室(验证地月数据传输)以及该系加州大学物理系在2014年全球大学学术排名中名列第一。 美国加州大学伯克利分校物理系、探测到希格斯粒子的欧洲核子研究中心、制造出锗锡半导体激光器的瑞士保罗谢尔研究所、产生了29位诺贝尔奖获得者的英国剑桥卡文迪什实验室等团队组织架构调查结果显示,这十个科研团队均设有专门负责信息技术规划和部署的人员岗位,或负责计算资源、设备服务、基础设施、数据库、数据科学等不同方面。 设立了专门的服务部门。
例如,美国能源部联合基因组研究所和西北大学临床与转化医学研究所均设有“首席信息官”职位,英国剑桥卡文迪什实验室设有“网络管理员”位置; 和霍华德休斯医学研究所珍妮集团在该研究所。 信息化应用现状调查结果表明,科研信息化软件和工具包、信息化资源和数据库、重大科技设施等有效延伸人们的脑力、视力和体力,促进大规模科学计算、大量的实验和数据分析以及系统过程模拟和仿真,将人类进行科学研究的能力提高到了前所未有的高度。 例如,专业领域软件、数据分析软件、高性能计算机、网格并行计算系统、专业知识库和数据库,使海量基因数据和医学编者笔记能够深刻、客观地反映国内外信息技术的发展趋势。 ,追踪世界发达国家的发展。 针对国家信息化重大部署和应用,中国科学院文章财务局、中国科学院成都文献情报中心开展了信息化专题信息调查,旨在反映当前信息化现状信息化重要课题的发展趋势和主要挑战。 专题报告《国际顶尖科研团队信息化应用现状调查》重点从团队研究方向、主要成果、组织架构和科研成果等角度对全球有重大产出的十大顶尖科研团队进行了调查。他们使用的信息工具和大型科研设施。 多方面进行调查总结。 这些科研团队的研究领域包括生物学、医学、网络安全、物理学等。调查发现,十个科研团队高度重视利用信息技术开展科研创新活动,为在科室设置、岗位分布、信息装备设施等方面为科研创新活动提供保障。受访的十个科研团队虽然方向不同,但都非常重视利用信息技术提高信息化水平。采集、存储、处理和分析能力,增强团队协作能力。
本刊将分期连载阐述各科研团队的研究现状。 本文介绍了美国能源部联合基因组研究所的相关情况。 科学数据、物理和天文学数据可以安全存储、快速检索和分析。 美国能源部联合遗传研究所成功完成人类基因组16号染色体的解码和分析。 林肯实验室研究人员首次证实其为太空居民提供人力资源。 网络连接的可能性,加州大学伯克利分校物理系发现宇宙加速膨胀现象; 大型强子对撞机、高强度加速器、电子显微镜、可视化环境和成像系统设施等重大科技设施实现了理论预测粒子验证、微纳米级生物研究、欧洲核子研究中心发现希格斯粒子、瑞士保罗谢尔研究所成功建造了仅由族元素制成的半导体激光器,美国霍华德休斯医学研究所珍妮特研究中心发明了超分辨率荧光显微镜等。 列出了本研究报告涉及的十个机构团队及其人员和科研信息化现状。 关于美国能源部联合基因组研究所团队 该团队成立于 1997 年,旨在整合劳伦斯伯克利国家实验室、劳伦斯利弗莫尔国家实验室和洛斯阿拉莫斯国家实验室在基因组作图、DNA 测序、技术开发以及信息科学专业知识和资源方面的努力。 研究方向及主要成果 (一)研究方向 JGI旨在完成高通量DNA测序和分析,支持能源部完成其在替代能源、全球碳循环、生物质化学等领域的目标。
具体优先事项包括发展充足的清洁能源、控制大气中温室气体排放以及清理污染场地。 (2)主要产出:美国能源部联合基因组研究所首席信息官Genome Portal、综合微生物基因组、程序和数据库工具包、基因测序改进流程、缺陷解决软件、基因组校正科学研究软件包、基因组学网站、系统生物学知识基础计算基础设施,包括基因库、档案和元数据组织器、超级计算机和其他用于建模、视觉、图像、序列分析、行为跟踪和其他专业软件的专业软件; 数据合并和分析、激光器、显微镜和其他工具科学计算、存储和计算机集群、高性能计算机网络和成像系统等应用,包括冷冻电子显微镜设施、光学显微镜设施、先进成像中心和其他信息安全工具斯坦福大学医学院,数据驱动的研究工具,遗传数据分析工具,遗传资源数据库,基因测序和人工组织功能信息数据库,人类遗传变异对药物反应的影响数据库,遗传和分子生物信息学数据库,计算服务和生物信息学设施、数据协作中心、并行计算组、临床信息学中心、西北大学临床与转化医学研究所沉浸式可视化环境信息中心用于联系潜在合作者的软件、与可行性研究相关的 NMEDW 数据收集软件 NITROStudyTracker 德国马克斯·普朗克人类认知拥有脑科学研究所数据库和小组莱比锡图像处理和统计推断算法(Lipsia)、CBS高分辨率脑处理工具、马普学会eDoc服务器虚拟环境以及监测大脑活动的卫星实验室扫描仪等。美国及其网络安全集团信息服务臂D4M动态分布式空间数据模型、帮助测试和评估同态加密机制的Hetest工具、LNKnet模式分类软件、并行Matlab工具箱为方便人员提供了完整的信息服务的现场库进行研究,包括各种技术书籍、报告、电子期刊和数据库、林肯实验室网格(LLGrid)、加州大学伯克利分校材料和机械商店(M-shop)、集群。 除了安装标准的Linux程序外,还安装了一些第三方应用程序,例如MathematicaMatlab等数学软件、TeOenOf等文本处理软件、C++ox网络浏览器以及其他物理和天文学计算机网络(PANIC)集群,网络存储空间 CERN 信息技术部信息 基本技术要求,包括计算机 ScientificLinuxUbuntuLinux 全球大型强子对撞机网格(WLCG)、质子同步加速器 PS、超级质子累加器 AA、低能反质子环 LEAR、反质子收集器 AC、反质子减速器 AD、大电子正电子对撞机LEP、瑞士保罗谢尔研究所大型研究设备部的连续散裂中子源(SINQ)、第三代同步加速器辐射源(SLS)、英国剑桥卡文迪什Muon Source 10 Xu实验室及其微电子集团网络管理员Microsoft Windows软件、美国国家仪器公司的Labview图形程序编译平台、MathWorks公司发布的Mat ab数学软件、Wol am公司开发的Mat hemat ca科学计算软件、以及科学绘图和数据分析软件数据存储网络(SAN)由 ginLab 开发。 2004年,JGI相继完成了人类基因16号染色体的解码和分析。
继这一成就之后,JGI 继续通过对微生物物种和代表性生物体进行测序并向公共数据库免费贡献相关信息来推进基础科学。 JGI不仅在DNA测序方面具有极高的生产力(2014财年分析了超过1000亿个核苷酸),而且还发表了许多高质量的出版物,其中包括在《科学》和《自然》杂志上发表的数十篇重要论文。 2013年,利用新兴的单细胞DNA测序技术,科学家们深入研究了一些过去难以研究的微生物,揭示了生命之树不同分支之间的一些意想不到的联系。 JGI 微生物学家 Tanja Woyke 领导的研究人员利用单细胞测序读取了来自不同环境(例如深海热液喷口和地下金矿)的 201 个细菌和古菌细胞的基因组。 这些生物体以前从未在实验室中培养或测序过。 研究成果14日发表在《自然》杂志上。 更多最新研究成果可在 JGI 网站的“每周科学亮点”中找到。 组织规模和结构 (1) 组织规模 2004 年,JGI 国家用户设施。 现在它拥有来自世界各地的2000多名用户。 JGI聘请Eddy Rubin担任董事,员工约250人 (二)组织架构 JGI主要战略管理运营管理、基因技术组和项目管理办公室 JGI的合作伙伴除劳伦斯伯克利国家实验室和劳伦斯利弗莫尔外还有国家级HudsonAlpha生物技术公司研究所,还包括太平洋西北国家实验室、橡树岭国家实验室以及新兴技术机会计划的合作伙伴(如斯坦福大学、华盛顿大学、麻省理工学院、维也纳大学、亚利桑那州基因组研究所、加州大学伯克利分校等) .)。
团队科研信息化应用。 主要信息化工具JGI在植物、真菌、微生物等基因测序领域处于全球领先地位。通过基因测序数据处理和科学项目集成活动,JGI开发了许多基于计算生物学方法应用于特定领域的工具。项目数据集。 JGI 经过验证的比较分析系统被视为进行遗传和元基因研究的重要资源,使世界各地的科学家能够进行原本成本高昂甚至不可能进行的研究。 JGI现有的工具如下所示。 (1) Genome Portal Genome Portal提供对所有JGI基因组数据库和分析工具的统一访问。用户可以搜索、下载和利用所有JGI测序项目的多个数据集,包括计划的数据集