Genome informatics using non-volatile memory

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K21826
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 62:Applied informatics and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Kasahara Masahiro 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (60376605)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2023-03-31
• Keywords: ゲノム / 不揮発メモリー / ＳＳＤ

Outline of Final Research Achievements

In sequence similarity search, which is used in various genome analysis, when the size of the target database, such as all sequences on public genome sequence databases, is so huge that it is impossible to store the entire index data structure for speeding up the search in memory, we found that an index data structure using large-capacity storage media such as SSDs can be used for faster searching than commonly used traditional similarity search programs. We also found that probabilistic data structures are effective when the match sequence length is short.

Free Research Field

ゲノム情報科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ＤＮＡ配列シークエンサーの発展に伴ってＤＮＡ配列解析に必要な試薬代や機器代は安くなっていくことが予想されているが、解析に必要な計算機資源を手に入れるコストはＤＮＡ配列シークエンサー関連のコスト低下ほど低下していない。
本研究により生み出された手法により、大きなデータベースに対する配列検索が従来考えられていたよりも遙かに安価なハードウェアで高速に実行できるようになった。これにより、将来的に必要となっていたゲノム解析に対する計算機資源量を減らし節約をすることができる。