GPU Accelerated Adaptive Banded Event Alignment for Rapid Comparative Nanopore Signal Analysis
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Nanopore sequencing has the potential to revolutionise genomics by realising portable, real-time sequencing applications, including point-of-care diagnostics and in-the-field genotyping. Achieving these applications requires efficient bioinformatic algorithms for the analysis of raw nanopore signal data. For instance, comparing raw nanopore signals to a biological reference sequence is a computationally complex task despite leveraging a dynamic programming algorithm for Adaptive Banded Event Alignment (ABEA)—a commonly used approach to polish sequencing data and identify non-standard nucleotides, such as measuring DNA methylation. Here, we parallelise and optimise an implementation of the ABEA algorithm (termed f5c ) to efficiently run on heterogeneous CPU-GPU architectures. By optimising memory, compute and load balancing between CPU and GPU, we demonstrate how f5c can perform ~3-5× faster than the original implementation of ABEA in the Nanopolish software package. We also show that f5c enables DNA methylation detection on-the-fly using an embedded System on Chip (SoC) equipped with GPUs. Our work not only demonstrates that complex genomics analyses can be performed on lightweight computing systems, but also benefits High-Performance Computing (HPC). The associated source code for f5c along with GPU optimised ABEA is available at https://github.com/hasindu2008/f5c .
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,007 | 0,002 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».