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SCALABLE DATA ANALYTICS
AND ARTIFICIAL INTELLIGENCE

Anwendungsbereich: Lebenswissenschaften und E-Health

Die moderne Molekularbiologie verwendet zunehmend fortgeschrittene Technologien um biologische Systeme in einer Art zu erforschen, die riesige Datenmengen erzeugt. Das Paradebeispiel hierfür ist die DNA-Sequenzierung, deren Zunahme in der Datenproduktion im letzten Jahrzehnt das Mooresche Gesetz übertroffen hat. Die aktuelle Generation von Sequenziermaschinen kann 70 GB Daten pro Tag und Maschine produzieren. Ein weiteres jüngst hinzugekommenes Beispiel ist die zunehmende Verwendung hochauflösender Mikroskope um sowohl detaillierte und hochauflösende "Atlanten" für Organismen zu erstellen als auch genetisch markierte Reagenzien sowohl in Zellen als auch durch Gewebe über die Zeit zu beobachten. Unsere Lichtscheibenmikroskope produzieren oft bis zu 30 TB Bilddaten pro Tag, welche dann weiter analysiert werden müssen. Als letztes Beispiel sei die Simulation partikelbasierter stochastischer Gleichungsmodelle von Funktionsnetzwerken in Zellen genannt, welche die Simulation von mehr als 8 Milliarden Partikeln pro Zelle erfordert. Im ScaDS werden drei der dringendsten und umfangreichsten Probleme im Bereich der Computational Biology am Center for Systems Biology Dresden (CSBD) in Serviceprojekten untersucht. Dabei steht vor allem die Aufnahme von aktiven Kollaborationen in den Bereichen der Assemblierung von DNA-Sequenzdaten in großem Umfang, der gewaltigen Aufgabe die Bewegung von Zelllinien in Organismen wie Fliegen und Zebrafischen über die Zeit in Bilddaten zu verfolgen (sog. Zellverfolgung, oder Lineage Tracking) sowie die Umsetzung realistischer partikelbasierter Simulationen von Zellen. Diese drei Projekte bilden eine interessante Stichprobe der Forschungsmethodik, die beim Partner CSBD zur Anwendung kommt.

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