એસ્પરગિલોસિસ જિનેટિક્સમાં ભાવિ સંશોધન વિશાળ કોમ્પ્યુટરો સાથે કરવામાં આવશે (અને કરવામાં આવી રહ્યું છે) કારણ કે તેઓ સમગ્ર જીનોમ્સનું પૃથ્થકરણ કરે છે અને રોબોટ્સ જટીલ જીવંત સજીવોના સમગ્ર જીનોમ વાંચે છે ત્યારે મેળવેલી માહિતીમાંથી વિશાળ માત્રામાં ડેટા જનરેટ કરે છે - એસ્પરગિલસ અથવા માનવ. માનવ જીનોમમાં લગભગ 3 બિલિયન બેઝ પેર અક્ષરો છે જે એકસાથે 20-25,000 જનીનોનો જટિલ સંગ્રહ બનાવે છે.
આમાંના દરેક જનીનને જનીન અભિવ્યક્તિની અનંત શ્રેણીમાં ચાલુ અથવા બંધ કરી શકાય છે જે માત્ર સજીવને તે શું છે તે બનાવે છે પરંતુ ચેપ જેવી બાહ્ય ઘટનાઓ પ્રત્યે માનવ શરીરના પ્રતિભાવને પણ નિયંત્રિત કરે છે. સંભવ છે કે આમાંના કેટલાક જનીનો કેવી રીતે વ્યક્ત થાય છે અથવા તેઓ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તેમાં ભૂલો એ કારણમાં ફાળો આપે છે કે શા માટે આપણામાંના કેટલાક એસ્પરગિલોસિસ જેવા ફંગલ ચેપ માટે સંવેદનશીલ હોય છે જ્યારે આપણામાંના મોટાભાગના નથી.
ફૂગના ચેપને મંજૂરી આપવા માટે આ વિશાળ સંખ્યામાં જનીનોમાંથી કયું જનીન જવાબદાર છે તે શોધવાનું સ્પષ્ટપણે એક વિશાળ કાર્ય છે, પરંતુ તે તેના કરતાં વધુ જટિલ છે. જો આપણે એક વ્યક્તિના જિનોમને ક્રમબદ્ધ કરીએ તો અમને તેમના જનીનોમાંથી કયા ફંગલ ઇન્ફેક્શનની સંવેદનશીલતા જનીનો છે તે વિશે ખૂબ જ મર્યાદિત માહિતી મળશે. કદાચ એક કરતાં વધુ જનીન સામેલ છે? પરિણામે, અમારે એસ્પરગિલોસિસ ધરાવતા ઘણા વધુ લોકોના જિનોમને અનુક્રમિત કરવાની જરૂર છે જેથી તેમાં સામેલ જનીનોની સંખ્યા અને કયા જનીનો ફૂગના ચેપને મંજૂરી આપવામાં સામેલ છે તેની વધુ ચોક્કસ છાપ મેળવવા માટે.
અમારે એવા લોકોના જિનોમનો ક્રમ પણ બનાવવો પડશે જેમને એસ્પરગિલોસિસ નથી મળ્યો જેથી અમારી પાસે પરીક્ષણ વિષયોની સરખામણી કરવા માટે કંઈક હોય. એકંદરે, અમારે ભરોસાપાત્ર તારણો પર પહોંચવા માટે ડઝનેક વ્યક્તિઓને ક્રમબદ્ધ કરવાની જરૂર પડશે. આ સિદ્ધ કરવામાં ઘણા મહિનાઓ લાગે છે.
કમ્પ્યુટર પાવર
અમારી સાથે પણ માન્ચેસ્ટર યુનિવર્સિટીના સૌથી શક્તિશાળી કમ્પ્યુટર્સ આ હજુ ઘણો સમય લે છે. એડિનબર્ગ જીનોમિક કમ્પ્યુટિંગ સંસાધનોમાં રોકાણ અદ્યતન કમ્પ્યુટર પાવર જે તેના પુરોગામી કરતાં 5 x ઝડપી છે, પરંતુ આ માત્ર એક રેખીય પ્રગતિ છે તેના બદલે પ્રભાવમાં નાટકીય પગલા-પરિવર્તનથી જીનોમિક્સ કાર્યને ધરમૂળથી ઝડપી બનાવવાની શક્યતા છે.
વધુમાં, આ કોમ્પ્યુટરો પહેલાથી જ ગમે તેટલા ઝડપી હોય, પણ કમ્પ્યુટીંગ સ્પીડમાં એડવાન્સ રેટ ધીમો કરવાની ફરજ પાડવામાં આવશે કારણ કે વર્તમાન ટેક્નોલોજી ટૂંક સમયમાં તેની મૂળભૂત મર્યાદા સુધી પહોંચી જશે - ઉદાહરણ તરીકે વર્તમાન કમ્પ્યુટર્સ 'બિટ્સ' સાથે કામ કરે છે જે બે સ્થિતિઓનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે - I અને O so અમારી પાસે ઘણી બધી શક્તિઓ છે પરંતુ માત્ર 'હા' અથવા 'ના' સાથે કામ કરવાની ક્ષમતા છે. આવનારા ડેટાના આગામી માસ પર પ્રક્રિયા કરવા માટે આ પર્યાપ્ત નથી - અમને ઝડપમાં મૂળભૂત પ્રવેગક હાંસલ કરવા માટે કમ્પ્યુટર્સ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તેમાં સંપૂર્ણ પગલા-પરિવર્તનની જરૂર છે.
Google અને ક્વોન્ટમ બિટ્સ
Google, તમને અને મને સેવાઓ પ્રદાન કરતી એક વિશાળ કંપની હોવા ઉપરાંત, એક કમ્પ્યુટર સંશોધન કંપની પણ છે. તે છેલ્લા કેટલાક સમયથી કોમ્પ્યુટરની ઝડપની આ મૂળભૂત મર્યાદા પર કામ કરી રહ્યું છે અને તેણે હમણાં જ એવા કમ્પ્યુટરના સફળ નિર્માણની જાહેરાત કરી છે જે 'બિટ્સ'ને બદલે ક્વોન્ટમ કણોનો ઉપયોગ કરે છે. ક્વોન્ટમ બિટ્સ 'બિટ્સ' ની તુલનામાં ઘણી વધુ સ્થિતિઓ સાથે કામ કરી શકે છે જેથી તમે કલ્પના કરી શકો કે તે કેવી રીતે વસ્તુઓને થોડી ગતિ આપી શકે છે. 'હા' અથવા 'ના'ને બદલે, દરેક કણ 'કદાચ', 'હા અને ના' અને બીજા ઘણાને પણ સંગ્રહિત કરી શકે છે - આ દરેક નવી સ્થિતિએ સમાન અંત પ્રાપ્ત કરવા માટે ઘણા વર્તમાન બિટ્સ લીધા હશે.
આ નવા કોમ્પ્યુટરને ઉકેલવા માટે ખરેખર મુશ્કેલ સમસ્યા સેટ કરીને આ ઓફર કરે છે તે ગતિમાં થયેલા મોટા સુધારાની અમે ખરેખર પ્રશંસા કરી શકીએ છીએ - જેને આપણે જાણીએ છીએ કે વર્તમાન ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને કમ્પ્યુટરને સમાપ્ત કરવામાં લાંબો સમય લાગશે. Google દાવો કરે છે કે જ્યારે તેઓ વર્તમાન કોમ્પ્યુટરને ચોક્કસ પરીક્ષણ સમસ્યા સેટ કરે છે ત્યારે તેને ઉકેલવામાં 10,000 વર્ષનો સમય લાગશે - હું માનું છું કે તેઓએ વાસ્તવિક સમયના રનનો ઉપયોગ કરીને ખરેખર પરીક્ષણ કર્યું નથી!
ક્વોન્ટમ સર્વોપરિતા
ક્વોન્ટમ બિટ્સનો ઉપયોગ કરતા કોમ્પ્યુટરને એ જ સમસ્યાનો ઉકેલ લાવવામાં કેટલો સમય લાગ્યો? જો તે 100 વર્ષમાં કરી શકે તો તે ખરેખર અદ્ભુત હશે, જો તે 10 વર્ષમાં કરી શકે તો અવિશ્વસનીય હશે. વાસ્તવમાં, Google દાવો કરે છે કે તેને માત્ર 200 સેકન્ડનો સમય લાગ્યો - એસ્પરગિલોસિસ જીનોમિક્સ માટે કમ્પ્યુટર પાવરમાં ખરેખર એક પગલું-પરિવર્તન.
જો આપણે ભવિષ્યમાં જીનોમિક્સ કાર્ય માટે તે પ્રકારની કોમ્પ્યુટર શક્તિનો ઉપયોગ કરી શકીશું તો આપણને એક સેકન્ડના અપૂર્ણાંકમાં પરિણામ મળશે, એસ્પરગિલોસિસ જીનોમિક્સ પર કામને 1000 વખત ઝડપી બનાવીશું, તે સૈદ્ધાંતિક રીતે શક્ય છે કે આપણે સંપૂર્ણ જીનોમ તપાસ કરી શકીએ. ભવિષ્યમાં ક્લિનિકની એક જ મુલાકાત.