Para ilmuwan di ETH Zurich telah mengembangkan MetaGraph, mesin pencari DNA pionir yang diibaratkan "Google untuk DNA". Inovasi ini menjanjikan percepatan penelitian genetika secara drastis dengan memungkinkan pencarian cepat dan komprehensif terhadap basis data sekuens DNA dan RNA yang luas.
Para peneliti di ETH Zurich telah meluncurkan alat inovatif bernama MetaGraph, yang dirancang untuk merevolusi penelitian genetik dengan memungkinkan pencarian cepat dan efisien melalui basis data besar urutan DNA dan RNA.
Metode baru ini, rinciannya adalah diterbitkan dalam jurnal Nature, berjanji untuk mempercepat identifikasi penyakit keturunan langka dan mutasi spesifik pada sel tumor, menandai era baru untuk penelitian biomedis.
MetaGraph beroperasi serupa dengan mesin pencari internet, yang memungkinkan peneliti memasukkan serangkaian hal yang menarik dan dengan cepat menemukan di mana hal itu muncul dalam basis data global.
“Ini semacam Google untuk DNA,” ujar Gunnar Rätsch, seorang profesor di Departemen Ilmu Komputer dan anggota Kelompok Informatika Biomedis di ETH Zurich, dalam siaran pers.
Alat ini menelusuri data mentah dari semua urutan yang tersimpan, melewati kebutuhan untuk mengunduh kumpulan data yang luas, yang sebelumnya memakan waktu dan sumber daya yang besar.
Pentingnya pengurutan generasi berikutnya telah disorot dalam beberapa tahun terakhir, terutama dengan memungkinkan penguraian kode dan pemantauan cepat genom SARS-CoV-2 selama pandemi COVID-19.
Namun, besarnya volume data – sekitar 100 petabyte yang disimpan dalam basis data seperti American Sequence Read Archive (SRA) dan European Nucleotide Archive (ENA) – menghadirkan tantangan besar bagi para peneliti.
Kini, alat inovatif MetaGraph yang dikembangkan oleh para ilmuwan ETH Zurich berhasil mengatasi tantangan ini. Alat ini dapat mengompresi data hingga 300 kali lipat, menjadikannya sangat efisien sekaligus menjaga integritas informasi.
“Secara matematis, ini adalah matriks besar dengan jutaan kolom dan triliunan baris,” tambah Rätsch.
Mesin pencari baru ini tidak hanya menyederhanakan dan mempercepat proses, tetapi juga berbiaya rendah. Permintaan yang lebih besar dengan MetaGraph berbiaya tidak lebih dari $0.74 per megabase.
Keterjangkauan ini, ditambah dengan presisi dan efisiensi alat tersebut, dapat secara signifikan meningkatkan penelitian tentang patogen yang kurang dikenal atau penyakit yang sedang berkembang. Hal ini menjanjikan kemajuan dalam penelitian resistensi antibiotik dengan mengidentifikasi gen resistensi dan bakteriofag yang bermanfaat dari basis data yang ada.
“Kami terus berupaya semaksimal mungkin agar kumpulan data tetap ringkas tanpa kehilangan informasi penting,” tambah André Kahles, ilmuwan senior di Departemen Ilmu Komputer dan anggota Kelompok Informatika Biomedis.
Pertama kali diperkenalkan pada tahun 2020 dan terus ditingkatkan sejak saat itu, MetaGraph kini tersedia untuk kueri dan telah mengindeks hampir separuh set data sekuens global. Para peneliti menargetkan untuk memasukkan data yang tersisa pada akhir tahun.
Karena bersifat sumber terbuka, MetaGraph menawarkan banyak manfaat potensial, termasuk aplikasi bagi perusahaan farmasi dan bahkan mungkin penggunaan pribadi di masa mendatang.
Merefleksikan aplikasi alat ini di masa mendatang, Kahles menambahkan, "Pada awalnya, bahkan Google pun tidak tahu persis apa kegunaan mesin pencari. Jika perkembangan pesat dalam pengurutan DNA terus berlanjut, mengidentifikasi tanaman balkon dengan lebih tepat mungkin akan menjadi hal yang lumrah."
Sumber: ETH Zurich