250-szer a Föld körül: hatalmas genetikai adatbázis Oracle 10g-alapokon

Az Oracle adatbázis-technológiájára alapuló Trace Archive a világ tudományos közössége által felkutatott és közreadott összes génszekvencia gyűjteménye, amely tartalmazza a génkutatásban világelső Sanger intézet saját, hatalmas mennyiségű kutatási eredményeit. Az archívumban tárolt adatok mennyiségének érzékeltetésére képzeljük el azt, hogy ha egyetlen szövegsorban lennének leírva, az 250-szer körbeérné a Földet. A4-es papírlapokra kinyomtatva a lapok kötege két és félszer magasabb lenne, mint a Mount Everest. Az archívum 22 terabájt nagyságú, és mérete minden hónapban megduplázódik – ez valószínűleg Európa, vagy talán a világ legnagyobb tudományos adatbázisa. Ez a milliárdos rekordmennyiség minden más ismert adattárnál nagyobb. Összehasonlításképp: a British Library 13 millió tételt tartalmaz, az amerikai kongresszusi könyvtár 115 milliót, míg a Trace Archive egymilliárd különálló információs egységet tárol.

Az egyes genetikai adatrekordok átlagosan 864 karakter hosszúságúak. A tudósok a génszekvenciák között kereshetnek, és egymáshoz illeszthetik azokat a különböző élőlények (egerek, halak, legyek, baktériumok és persze az ember) teljes géntérképének összeállításához. Az adatok a világ bármely pontjáról korlátozás nélkül hozzáférhetők a génkutatók és szakemberek számára, akik egy adott betegség vagy gén tanulmányozása során könnyen letölthetik az adott területhez kapcsolódó már feltárt genetikai információt. Az egészség és a betegségek biológiai hátterét tanulmányozó tudományos és kereskedelmi szervezetek orvosbiológus kutatói aktívan használják ezeket az adatokat.

Martin Widlake, a Wellcome Trust Sanger intézet adatbázis-szolgáltatásokért felelős igazgatója ezt mondta: „22 ezer gigabájtos méretével a Trace Archive a világ tíz legnagyobb UNIX-adatbázisa között van. Ez nem rossz teljesítmény egy 850 dolgozót foglalkoztató kutatási szervezettől, amely Cambridge határában található. „Az adathalmaz növekedésével egyre nagyobb problémát jelent az adatok elérése” – folytatta Martin Widlake. „Az egész adatbázisból egy adott génszekvenciát előkeresni olyan, mintha egyetlen mondatot keresnénk a British Library anyagában, ami meglehetősen munkaigényes feladat. A Sanger intézet csapata mindamellett olyan új módszereken dolgozik, amelyek könnyebbé teszik az adatok keresését és elérését.”

Ezt a hatalmas mennyiségű adatot egy Oracle Database 10g adatbázis kezeli. A feldolgozott adatokat négy HP ES45 szerverből álló fürt tölti fel az adatbázisba. A Winter Corporation 2005-ös, adatbázisokról készült felmérése szerint (amely a világ legnagyobb adatbázisait sorolja fel) a Trace Archive az ötödik helyezést éri el olyan óriások mögött, mint az AT&T, a Yahoo és egyéb globális vállalatok. A Winter listáján az Oracle-adatbázisok a legtöbb kategóriában az első helyen állnak. Így például Oracle-alapokon működik a világ legnagyobb kereskedelmi adatbázisa, a világ legnagyobb tudományos adatbázisa és a legnagyobb Linux alapú adatbázis is.

Nyomozás a DNS után
A DNS-szekvenciák meghatározásánál a genetikai kód minden egyes „betűjét” (bázisát) fluoreszkáló anyaggal jelölik meg. A szekvenciát robotok olvassák ki, amelyek az egyes bázisokat a vörös, zöld, sárga vagy kék fluoreszcens fény mérési értékének csúcsaként érzékelik. A bázisoknak ez a leképezése a „nyom”.

Egy-egy ilyen nyers adatfájl nagyjából 200 KB méretű. A nyomot a robot szoftvere értelmezi, és hozzárendeli a megfelelő betűket (szaknyelven: „behívja” a bázisokat). A szekvenciát így kereshető karaktersorozattá alakítja. A közel egybillió karakterben történő kereséshez (egymilliárd rekord átlagosan 864 bázisról, továbbá néhány korábbi verziójú régebbi rekord) egyre gyorsabb programokra van szükség.

A Wellcome Trust Sanger intézetet 1992-ben alapították az ember és az egér génállományának feltérképezésére irányuló brit projekt központjaként. Az intézet az emberi génszekvenciák megközelítőleg egyharmadának, illetve az egerek esetében egyötödének feltérképezéséért felelős. A Wellcome Trust Sanger Intézet székhelye a Cambridge megyei Hinxtonban található, az Egyesült Királyságban.