28. April 2024 | Die Universität für Medizinische Wissenschaften von Arkansas (UAMS) organisierte kürzlich einen umfassenden Workshop zur Genomsequenzierung vom 18. bis 20. März, der eine vielfältige Gruppe von Studierenden, Dozierenden und Absolventen aus verschiedenen Institutionen des Bundesstaates anzog. Über 30 Teilnehmer nahmen persönlich am Workshop teil, während zusätzlich 30 online teilnahmen. Die Veranstaltung erwies sich als unschätzbares Forum zur Erkundung der neuesten Entwicklungen auf diesem Forschungsgebiet.
Professor Dr. David Ussery, ein angesehener Wissenschaftler am College of Medicine Department of Biomedical Informatics, hielt einen Vortrag, der die Teilnehmer in die immense Menge an Daten einführte, die durch die Genomsequenzierung generiert werden. Er erläuterte die Notwendigkeit innovativer Tools und Techniken zur effektiven Verwaltung und Analyse dieses Informationsüberflusses. Eine solche Technologie, die Künstliche Intelligenz (KI), hat sich als entscheidender Bestandteil bei der Verarbeitung dieser riesigen Datensätze herauskristallisiert. KI bietet Forschenden eine Plattform konsolidierten Wissens, die es ihnen ermöglicht, basierend auf bestehenden Forschungen aufzubauen, ohne bedeutende Zeit in vorbereitende Aufgaben investieren zu müssen.
Mit der anhaltenden Zunahme genomischer Daten werden immer größere und leistungsstärkere Supercomputer benötigt, um diese Daten zu speichern, darauf zuzugreifen und zu erweitern. Dr. Ussery hob die kürzliche Zusammenarbeit zwischen Dänemark und Nvidia, einem führenden Unternehmen im Bereich KI-Computing, bei der Einrichtung eines nationalen Zentrums für KI-Innovation hervor. Dieses Zentrum wird einen der leistungsstärksten KI-Supercomputer der Welt beherbergen, der darauf abzielt, Forschung und Innovation in verschiedenen Bereichen wie Gesundheitswesen, Lebenswissenschaften und dem grünen Wandel zu beschleunigen.
Die Integration von KI-Computing hat das Potenzial, Forschung und Entwicklung in Bereichen wie Arzneimittelentdeckung, Krankheitsdiagnose und -behandlung zu revolutionieren. Durch die effiziente Verarbeitung großer Datensätze kann KI dazu beitragen, die positiven Veränderungen der größten gesellschaftlichen Herausforderungen zu erleichtern. Dieser innovative Ansatz steht im Einklang mit der Mission der Novo Nordisk Foundation, wie in einem kürzlich veröffentlichten Artikel, der von Dr. Ussery während des Workshops geteilt wurde, betont wurde.
Dr. Ussery betonte, dass die Gründung des weltweit größten Computers nicht nur darauf abzielte, in der Physik, Astronomie oder allgemeinen KI-Anwendungen zu helfen, sondern vielmehr darauf abzielte, die immense Menge an biologischen Sequenzinformationen zu bewältigen. Diese Daten sind insbesondere im Bereich der Lebenswissenschaften wesentlich, da sie es Forschenden ermöglichen, Ausbrüche von Krankheiten zu verstehen und Fortschritte im Gesundheitswesen voranzutreiben.
Trotz Bedenken hinsichtlich des weit verbreiteten Einsatzes von KI bürgte Dr. Ussery für ihre positive Auswirkung. Er teilte mit, wie er KI einsetzt, um seine Forschungsarbeiten zu konsolidieren, Zeit zu sparen und seine Fähigkeiten für weitere Forschungen zu verbessern. Darüber hinaus hob Dr. Ussery die Bedeutung wissenschaftlicher Computing-Fähigkeiten hervor, die von Hochleistungsrechnern bereitgestellt werden und Forschenden im Bereich der Hochdurchsatz-Vergleichs-Genomik unschätzbare Unterstützung bieten.
Während des Workshops hatten die Teilnehmer die Möglichkeit, ihre eigenen Forschungen zur Vergleichsanalyse von Bakteriengenomen vorzustellen. Mehrere Studierende nutzten dabei Chat-GPT, eine KI-basierte Plattform, um Probleme zu lösen und die Verwendung der R-BioTools-Software zu optimieren. Diese detaillierte Anwendung von KI unterstreicht ihren Wert bei der Bewältigung von Herausforderungen, denen sich Forschende gegenübersehen.
Genomsequenzierung bietet ein umfassendes Verständnis der genetischen Informationen eines Organismus und unterstützt die Untersuchung verschiedener Krankheiten sowie Fortschritte bei Diagnose und Behandlung. Das Forschungsteam von Dr. Ussery konzentriert sich auf den Vergleich von Bakteriengenomen, um Krankheitsausbrüche zu identifizieren.
Die jährlichen Genomik-Workshops, die während der Frühlingsferien an der UAMS stattfinden, sind zu einer wichtigen Veranstaltung in der Branche geworden und laufen nun im siebten Jahr. Diese Workshops werden vom Arkansas IDeA Network of Biomedical Research Excellence (INBRE) gesponsert, einem Programm, das vom National Institutes of Health finanziert wird und an der UAMS angesiedelt ist. Dieses Engagement zielt darauf ab, das Wissen über biomedizinische Forschung zu erweitern und zu stärken. Dr. Elizabeth Pierce, Vorsitzende des Fachbereichs Information Science an der University of Arkansas, Little Rock, koordinierte den Workshop dieses Jahres und betonte die breiten Anwendungen der Genomsequenzierung jenseits der menschlichen Gesundheit. Sie hob deren Potenzial in der Arzneimittelentwicklung, personalisierten Medizin, der Analyse von Krebszellen, Umweltwissenschaft, Tierwissenschaft, Landwirtschaft und Abfallwirtschaft hervor.
Die vielfältige Teilnehmerschaft des Workshops spiegelt die interdisziplinäre Natur der Genomik wider. Studierende und Forschende aus Einrichtungen wie der UA Little Rock, der Universität von Arkansas in Pine Bluff und dem Hendrix College brachten ihr Fachwissen und ihre Kenntnisse in Bereichen wie Datenanalyse, Genomik, molekulare Genfunktionen, Mikrobiomforschung, neurologische Erkrankungen, Genetik, Gentechnik, bioinformatische Verfahren, vererbte Erkrankungen, Trockentoleranz, Essstörungen und Krebsforschung ein.
Der Workshop diente als informatives und kollaboratives Forum, das den Teilnehmern ermöglichte, die bemerkenswerten Fortschritte in der Genomsequenzierung zu erkunden und deren Auswirkungen auf verschiedene wissenschaftliche Disziplinen zu erforschen. Die Integration von KI-Computing und die Nutzung innovativer Tools wie Chat-GPT unterstreichen die entscheidende Rolle der Technologie in der biomedizinischen Forschung, die den Weg für bedeutende Entdeckungen und Fortschritte in der Zukunft ebnet.
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