Amazon und Google versuchen, Ihre DNA in die Cloud zu bringen
Amazon und Google versuchen, Ihre DNA in die Cloud zu bringen
Anonim

NEW YORK (Reuters) – Amazon.com Inc. befindet sich in einem Wettlauf mit Google Inc. um die Speicherung von Daten über menschliche DNA und strebt sowohl prahlerische Rechte an, Wissenschaftlern zu helfen, neue medizinische Entdeckungen zu machen, als auch Marktanteile in einem Geschäft, das bis zu 1 Milliarde US-Dollar pro Jahr wert sein könnte 2018.

Akademische Einrichtungen und Gesundheitsunternehmen wählen zwischen ihren Cloud-Computing-Angeboten – Google Genomics oder Amazon Web Services – eine Seite und spornen die beiden an, wenn sie hochkarätige Genomik-Geschäfte gewinnen, so Interviews mit Forschern, Branchenberatern und Analysten.

Dieses Wachstum wird unter anderem durch den Vorstoß zur personalisierten Medizin vorangetrieben, die darauf abzielt, Behandlungen auf dem DNA-Profil eines Patienten zu basieren. Um dies zu verwirklichen, sind enorme Datenmengen erforderlich, um aufzuzeigen, wie bestimmte genetische Profile auf unterschiedliche Behandlungen reagieren.

Universitäten und Arzneimittelhersteller starten bereits Projekte zur Sequenzierung des Genoms von Hunderttausenden von Menschen.

Das menschliche Genom ist das vollständige Komplement der DNA oder des genetischen Materials, von dem eine Kopie in fast jeder Zelle des Körpers gefunden wird.

Kunden sehen Google und Amazon als bessere Arbeit beim Speichern von Genomdaten als auf ihren eigenen Computern.

Die Cloud-Unternehmen gehen über die Speicherung hinaus und bieten analytische Funktionen, die es Wissenschaftlern ermöglichen, DNA-Daten zu verstehen. Auch Microsoft Corp und International Business Machines konkurrieren um einen Marktanteil. Die „Cloud“bezieht sich auf Daten oder Software, die sich physisch auf einem Server befinden und über das Internet zugänglich sind, sodass Benutzer darauf zugreifen können, ohne sie auf ihren eigenen Computer herunterladen zu müssen.

Der Markt für Cloud-Genomik soll bis 2018 auf eine Milliarde US-Dollar anwachsen, sagte Research-Analyst Daniel Ives von der Investmentbank FBR Capital. Zu diesem Zeitpunkt sollte der gesamte Cloud-Markt einen Jahresumsatz von 50 bis 75 Milliarden US-Dollar haben, gegenüber jetzt etwa 30 Milliarden US-Dollar.

"Die Cloud ist die gesamte Zukunft dieses Feldes", sagte Craig Venter, der in den 1990er Jahren eine private Studie zur Sequenzierung des menschlichen Genoms leitete, in einem Interview. Sein neues Unternehmen, Human Longevity Inc. aus San Diego, hat kürzlich versucht, genomische Daten von Servern des J. Craig Venter Institute in Rockville, Maryland, zu importieren.

Die Übertragung war so langsam, dass Wissenschaftler auf Disketten und USB-Sticks von FedEx und menschlichen Boten oder „Sneakernet“zurückgreifen mussten, sagte er. Das Unternehmen nutzt jetzt Amazon Web Services.

Dies gilt auch für eine Zusammenarbeit zwischen Regeneron Pharmaceuticals Inc und dem in Pennsylvania ansässigen Geisinger Health Systems, um 250.000 Genome zu sequenzieren. DNA-Rohdaten werden in die Cloud von Amazon hochgeladen, wo die Software von DNAnexus in Privatbesitz die Millionen von Chunks zu einem vollständigen, 3 Milliarden Buchstaben langen Genom zusammenfügt.

Die Algorithmen von DNAnexus bestimmen dann, wo sich ein individuelles Genom vom menschlichen "Referenzgenom" unterscheidet, sagte der leitende Wissenschaftler des Unternehmens, Dr. David Shaywitz, in der Hoffnung, neue Wirkstoffziele zu identifizieren.

KOSTENLOS HOSTING

Um zu zeigen, wie wichtig Google und Amazon dieses Geschäft sehen und wie sie hoffen, bestehende Kunden zu nutzen, um zukünftige Kunden zu gewinnen, hosten sie bekannte Genomik-Datensätze kostenlos.

Keines der Unternehmen gibt die Menge an Genomdaten bekannt, die es besitzt, aber basierend auf Interviews mit Analysten und Genomwissenschaftlern sowie den eigenen Ankündigungen der Unternehmen, welche Kunden sie gewonnen haben, könnten Amazon Web Services größer sein.

Daten aus dem "1000 Genomes Project", einer internationalen öffentlich-privaten Initiative, die genetische Variationen identifizierte, die bei mindestens 1 Prozent der Menschen gefunden wurden, befinden sich sowohl bei Amazon als auch bei Google "kostenlos", sagte Kathy Cravedi von den US National Institutes of Health (NIH), einer der Sponsoren des Projekts.

Andere zahlende Kunden mit einem spezifischeren Fokus wählen Seiten.

Google hat beispielsweise ein Projekt der Autism Speaks Foundation gewonnen, um die Genome von 10.000 betroffenen Kindern und ihren Eltern zu sammeln und auf Hinweise auf die genetische Grundlage von Autismus zu analysieren.

Ein weiterer Kunde ist Tute Genomics, dessen Datenbank mit 8,5 Milliarden menschlichen DNA-Varianten durchsucht werden kann, wie häufig eine bestimmte Variante auftritt, mit welchen Merkmalen sie verbunden ist und wie Menschen mit einer bestimmten Variante auf bestimmte Medikamente reagieren.

Amazon ist Gastgeber des Projekts der Multiple Myeloma Research Foundation, bei dem vollständige Genomsequenzen und andere Daten von 1.000 Patienten gesammelt werden, um neue Wirkstoffziele zu identifizieren. Es gewann auch das Alzheimer-Sequenzierungsprojekt, das ähnliche Ziele verfolgt.

Amazon verlangt ungefähr 4 bis 5 US-Dollar pro Monat, um ein vollständiges menschliches Genom zu speichern, und Google etwa 3 bis 5 US-Dollar pro Monat. Die Unternehmen berechnen auch Datenübertragungen oder Rechenzeit, etwa wenn Wissenschaftler Analysesoftware für gespeicherte Daten ausführen.

Das Datenbankanalysetool von Amazon, Redshift, kostet 25 Cent pro Stunde oder 1.000 US-Dollar pro Terabyte und Jahr, so das Unternehmen. Ein Terabyte sind 1 Billion Byte oder 1.000 Gigabyte, was ungefähr ausreicht, um 300 Stunden Video in hoher Qualität zu speichern.

GENETISCHES GOLD

Ein weiterer Teil des Angebots der Cloud-Dienste für potenzielle Kunden besteht darin, dass ihre Analysetools genetisches Gold – etwa ein Wirkstoffziel oder eine DNA-Variante, die das Krankheitsrisiko vorhersagt – aus einem Meer von Daten herausfischen können. Alle durch solche Suchen gemachten Entdeckungen gehören den Eigentümern der Daten.

"Auf dem lokalen Universitätsserver kann es Monate dauern, eine rechenintensive Analyse durchzuführen", sagte Alzheimer-Projektleiter Dr. Gerard Schellenberg von der University of Pennsylvania. "Bei Amazon heißt es: 'Wie schnell müssen Sie es erledigen?', und sie tun es."

Ein weiteres Verkaufsargument ist die Sicherheit. Universitäten seien „im Allgemeinen ziemlich durchlässig“, sagte Ryan Permeh, leitender Wissenschaftler des Cybersicherheitsunternehmens Cylance Inc.

Während akademische und pharmazeutische Forschungsprojekte die größten Kunden für Genomics-Cloud-Dienste sind, werden sie in den nächsten 10 Jahren von klinischen Anwendungen überholt, sagte David Glazer, Director of Engineering bei Google Genomics.

Einzelne Ärzte greifen regelmäßig auf einen Cloud-Dienst zu, um zu verstehen, wie das genetische Profil eines Patienten sein Risiko für verschiedene Krankheiten oder sein wahrscheinliches Ansprechen auf Medikamente beeinflusst.

"Wir sind jetzt an diesem Übergangspunkt", sagte Glazer.

Matt Wood, General Manager für Data Science bei Amazon Web Services, sieht die Cloud-Nachfrage in der Genomik jetzt als "einen perfekten Sturm", da die Menge an erzeugten Daten, der Bedarf an Zusammenarbeit und die Verlagerung der Genomik in die klinische Versorgung immer schneller werden.

Experten für DNA und Daten sagen, ohne Zugang zur Cloud würde die moderne Genomik zum Erliegen kommen.

Der Bioinformatik-Experte Dr. Atul Butte von der University of California, San Francisco, sagte, dass jetzt, wenn Forscher an verschiedenen Universitäten gemeinsam an NIH- und anderen Genomdaten arbeiten, sie nicht herausfinden müssen, wie ihre Computer miteinander kommunizieren können Sonstiges. Im März ebnete das NIH den Weg für umfangreiche Forschung in der Cloud, als es Wissenschaftlern erlaubte, wichtige Genomdaten hochzuladen.

"Meine Antwort war, es ist an der Zeit", sagte Butte.

(Berichterstattung von Sharon Begley und Caroline Humer; Redaktion von Michele Gershberg und John Pickering)

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