借助于 AWS,One BioSciences 正在革新单细胞测序并向癌症宣战

“我们的单细胞方法使用基于序列生物信息学的算法,我们将其应用于大量细胞。这需要大量的电力和专用的 GPU 资源。”

Hugo Cornu,One Biosciences 技术数据负责人。

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在影响未来医学研究的快速发展的生物技术环境中,新兴公司 One BioSciences 将基因测序提升到了一个新的水平。该公司开发了一种能够分析单个细胞及其通信方式的协议。这个高度准确的过程可能会带来新的癌症治疗方法,但也生成了大量数据。这就是为什么 One Biosciences 选择使用 Amazon Web Services (AWS) 解决方案来推动其研究的原因。

在充满挑战的生物技术领域,Amazon Web Services (AWS) 的创新解决方案助推 One BioSciences 脱颖而出,这要归功于其其开创性的单细胞测序方法。这种方法采用独特的单细胞测序方式,与传统方法相比,这是一次重大飞跃。该公司选择对各个细胞进行测序,生成数万个独特的 RNA 图谱,而不是每个样本只采用一个 RNA 图谱。这种详细的测序方法超越了标准技术的局限,使人对基因组有了细粒度的了解。
 
在测序过程中,先分离样本细胞,然后将其封装在单独的水凝胶滴中,每滴水凝胶含有一个细胞。每个细胞都单独测序,这样就能以前所未有的精度分析大量细胞。这种方法揭示了特定的遗传图谱,提供了有关增殖或耐药机制关联基因的基本信息,因此也提供了疾病发展的信息。One Biosciences 首席执行官 Hedi Ben Brahim 表示:“挑战在于尽快将这些高度复杂的技术转化为药物。我们的增长得益于所处理的临床项目(病理)数量和正在开发的药物数量。我们从样本开始,给患者带来新的药物。为此,我们与许多医院和研究实验室建立了合作伙伴关系。”
 
在细胞层面工作以确定增殖机制
 
One BioSciences 的创新方法在于能够超越单纯的数据平均化。该公司没有将细胞视为同质群体,而是使用个性化方法,分别检验各个细胞。这是了解肿瘤或病变组织内部的基因细微差别,以及区分癌细胞、健康细胞和免疫细胞的关键。此外,该公司还采用了一项特别创新的技术,可以处理冷冻样品,而其他公司只能分析“新鲜”细胞,这使其能够比主要竞争对手走得更快、更远。
 
这种革命性方法的关键在于专门适用于单细胞水平的高级基因比对算法。这种算法通常仅限于小规模的基因分析,但目前应用于大量的细胞,这突破了基因组学研究的极限。
 

随时可用的尖端资源

分析过程包括读取小片段的 RNA,然后将其与参考人类基因组进行比对。虽然很复杂,但 AWS 提供的无与伦比的处理性能使这一操作成为可能。

One Biosciences 首席技术和数据主管 Hugo Cornu 解释道:“我们使用非常复杂的比对算法。”“我们的单细胞方法使用基于序列生物信息学的算法,我们将其应用于大量细胞。这需要大量的电力和专用的 GPU 资源。”

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EC2 实例和 S3 等存储服务提供了高效处理大型数据集所需的可扩展性,同时仍能保持业务所需的速度和准确性。One Biosciences 团队还依赖诸如 MWAA Athena 之类的服务,这些服务使他们能够访问先进的数据工程工具,而无需承担小型团队无法独自完成的维护工作量。

但是,与 AWS 的密切合作不仅限于基础设施。AWS 的机器学习能力对 One BioSciences 所用人工智能算法的持续改进发挥着关键的作用。这些算法可以更精确地识别与癌症相关的基因,并有助于在微观层面上理解细胞的相互作用。

在不久的将来引领新的治疗方法

One BioSciences 独特的细胞学方法不仅仅是简单的基因表征。通过逐个细胞分析,该公司可以破译肿瘤内部的细胞间通信机制。通过这种开创性的方法,研究人员可以了解癌细胞如何与其环境相互作用,以及这种相互作用如何促进肿瘤的进展。这种方法带来的影响是为创新的新疗法和有针对性的干预措施开辟了道路。最终目标是能够识别和阻断这种通信机制,从而抑制肿瘤的生长,从而为癌症治疗开启新的个性化视角。

得益于 AWS 服务的灵活性和可用性,One BioSciences 可以定制其解决方案,并集成 AWS Lambda 等技术,以实现重复流程自动化并帮助优化研究使用的资源。从两家公司的这种伙伴关系中,可以清楚看到技术创新与先进的研究方法相结合是如何彻底改变抗癌斗争的。One BioSciences 的逐细胞分析方法正在打破传统基因组学的界限,这为了解和治疗各种疾病开启了充满希望的新视角。这种鼓舞人心的合作说明了如何利用技术资源来解决现代医学中一些最复杂的挑战,从而为未来以前所未有的精确度抗击癌症铺平道路。正如 Hedi Ben Brahim 指出的那样,时间不再以几十年来衡量,而是几个月:“我们现在已经全面启动,同时针对四种特定疾病进行研究。我们要花三到四年的时间来开发出适合临床试验的药物。”
 

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