Forschungsplattform Genomik

Praxisbeispiel und aktuelle Herausforderungen

• Die biomedizinische Forschung hat sich zu einer datenintensiven Wissenschaft entwickelt: Die Genomsequenzierung generiert in wenigen Tagen pro Sequenziereinheit Projektdaten im Terabyte-Bereich.
• Die Forschung ist auf eine technische Infrastruktur angewiesen, die sowohl das sichere Speichern großer Datenmengen ermöglicht als auch eine leistungsfähige Rechnerarchitektur für die aufwendige Analyse von Daten im Petabyte-Bereich zur Verfügung stellt.
• Um die Entstehung von Krebs in Zukunft besser vorhersagen und die Entwicklung neuer Behandlungsmethoden datenbasiert unterstützen zu können, bauen das Deutsche Krebsforschungsinstitut in Heidelberg und das Berlin Institute of Health/Charité derzeit eine Cloud-Plattform zur Speicherung und Analyse von Genomdaten auf.
• Diese Forschungsplattform greift dabei auf die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Cloud der deutschen nationalen Bioinformatikinitiative (de.NBI) zurück. Die föderierte de.NBI-Cloud bietet die größte akademische Cloudinfrastruktur für deutsche Lebenswissenschaftler.
• Eine Herausforderung wird darin bestehen, die Plattform an weitere Forschungs- bzw. Gesundheitsdomänen über Cloud- und Edge-Technologien anzubinden und das Projekt in internationale Vorhaben zu integrieren.

Welchen Mehrwert bietet das „Projekt GAIA-X“?

• Das Projekt ermöglicht einen sicheren und DSGVO-konformen Zugang zu Daten verschiedener Akteure im Gesundheitswesen durch zentralisierte Überprüfungen der entsprechenden GAIA-X-Knoten.
• Die Möglichkeit zur Integration von Anbietern leistungsstarker (Infrastruktur-)Komponenten und performanter Berechnungs- und Analysefunktionen in das GAIA-X-Netzwerk sowie deren Erreichbarkeit für verschiedene Anwender versprechen Zeit-, Kosten- und Effizienzvorteile durch die Nutzung von Skalierungseffekten.
• Die Offenheit und die sich daraus ergebende Flexibilität ermöglichen die Anbindung existierender (Daten-)Plattformen an weitere Forschungs- und Gesundheitsdomänen und internationale Initiativen. Mit dem einfachen und vielfach erprobten Zugang ist eine zukünftig noch stärkere Nutzung der de.NBI-Cloud möglich, etwa auch im Zusammenhang mit künftigen Förderprojekten, die auf der GAIA-X-Architektur aufsetzen.
• Durch die Möglichkeit zur Integration von Daten über einzelne Domänen hinweg (zum Beispiel Bilddaten, klinische Informationen) bietet das GAIA-X-Netzwerk das Potenzial zur Realisierung von komplexeren integrativen Analysen innerhalb der personalisierten Medizin zum Wohle der Patientinnen und Patienten.

Paten

• Christian Lawerenz – Berlin Institute of Health und Charité – Universitätsmedizin Berlin
• Prof. Dr. Roland Eils – Berlin Institute of Health und Charité – Universitätsmedizin Berlin
• Jürgen Eils – Berlin Institute of Health und Charité – Universitätsmedizin Berlin
• Prof. Dr. Peter Lichter – Deutsches Krebsforschungszentrum
• Dr. Ivo Buchhalter – Deutsches Krebsforschungszentrum