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Oct 11, 2023

Quobyte es genial

Caso de estudio . Los investigadores de la Universidad de Ciencias y Salud de Oregón (OHSU) en Portland están utilizando microscopios electrónicos enfriados criogénicamente para crear imágenes en 3D de moléculas biológicas mientras investigan cómo

Caso de estudio . Los investigadores de la Universidad de Ciencias y Salud de Oregón (OHSU) en Portland están utilizando microscopios electrónicos enfriados criogénicamente para crear imágenes en 3D de moléculas biológicas mientras investigan cómo las proteínas afectan el cerebro, el virus COVID, los procesos neuronales de la serotonina, el envejecimiento y muchos otros aspectos del ser humano y la biología de otros organismos.

Los datos de los instrumentos se almacenan en un sistema de archivos Quobyte, elegido cuando OHSU decidió que necesitaba su propio almacenamiento local en lugar de depender de un sistema externo proporcionado por el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL). El sistema de almacenamiento debe admitir aplicaciones informáticas de alto rendimiento utilizadas por los investigadores, además de ser una bóveda para los datos generados por los instrumentos.

El centro OHSU Cryo-EM tiene cuatro microscopios electrónicos de transmisión (TEM) Titan Krios de 300 kiloelectrones voltios del tamaño de un quiosco telefónico para visualizar proteínas y otras moléculas biológicas en 3D y a escala casi atómica. Examinan muestras enfriadas a la temperatura del nitrógeno líquido y utilizan electrones de alta energía para ver sus estructuras con una resolución de 2,8 Å.

Cada Krios tiene instalada una cámara de detección de electrones directos y está montada sobre una plataforma absorbente de vibraciones dentro de su cabina para mantener sus detectores lo más quietos posible. Sin esto, se verían afectados por vibraciones tan pequeñas como las causadas por la voz de una persona, una brisa o las corrientes del río Willamette adyacente.

OHSU también tiene otros microscopios, como un Glacios Cryo-TEM, para preseleccionar muestras antes de usar un Krios para obtener una resolución casi atómica de las imágenes seleccionadas. Usar un Krios multimillonario para la preselección es excesivo.

Cada Krios genera un promedio de 3 TB de datos al día, lo que significa de 8 a 16 TB/día para las instalaciones crio-EM de OHSU. Estamos considerando alrededor de 120 TB/semana, hasta 6,2 PB/año, y esos datos deben conservarse para su uso durante los siguientes 12 meses aproximadamente. Una proporción puede ser ruido en lugar de señal, pero los investigadores podrían extraer más señales del ruido con mejores algoritmos en el futuro. Así se conservan los datos.

Hay 900 investigadores que utilizan crio-EM y acceden a los datos con hasta 200 proyectos activos en un momento dado.

Craig Yoshioka, doctor y profesor asociado de investigación en OHSU, dirige su centro crio-EM. Dijo que el sistema de almacenamiento original se basaba en ZFS ejecutándose en servidores Linux. Esto podría aceptar bien los datos de los instrumentos, pero podría tardar en enviarlos a las aplicaciones HPC.

Las posibles opciones que consideró para solucionar la lentitud incluían simplemente ampliarla o pasar a una alternativa de BeeGFS, un sistema Panasas, una configuración de clúster Quobyte, una matriz de datos VAST o un sistema de archivos WekaIO. Específicamente quería un sistema de archivos distribuido al que se pudiera acceder a través de una interfaz web centralizada con un único espacio de nombres y utilidades de administración intuitivas.

Inspeccionó Quobyte en noviembre del año pasado, le gustó lo que vio y decidió utilizar su software ejecutándose en una combinación de disco duro y unidades de estado sólido. Su equipo había migrado y cargado 1,5 PB de datos en el sistema Quobyte en enero de este año y el sistema funciona bien.

Nota de arranque

A Quobyte le está yendo bien en Oregón. Otro cliente es el Centro de Ciencias de la Vida Cuantitativas (CQLS) de la Universidad Estatal de Oregón.