普渡大學(xué)附屬初創(chuàng)公司正在開發(fā)一個智能軟件平臺，旨在幫助生物學(xué)家使用微生物，這些微生物是人類，植物，動物等生物體內(nèi)外的微生物，可以治愈疾病，改善作物，使牲畜更健康。

Rajesh Perianayagam是Karyosoft的創(chuàng)始人，該公司創(chuàng)建了Loci，這是一種基于網(wǎng)絡(luò)，節(jié)省時間和成本的微生物基因組學(xué)數(shù)據(jù)軟件解決方案。目標(biāo)是幫助微生物組生物學(xué)家更快地“發(fā)揮作用”，釋放生物信息學(xué)家的時間，并通過最大限度地減少數(shù)據(jù)丟失來提高組織的價值。

Perianayagam相信他的軟件將幫助正在研究如何利用微生物治療癌癥，糖尿病和克羅恩病的生物學(xué)家，生產(chǎn)高產(chǎn)作物，并通過減少腹脹和乳酸酸中毒等來改善牛羊的福利。

美國國家癌癥研究所估計，今年將診斷出新的癌癥病例174萬，死于該病的人數(shù)為609,640人，美國糖尿病協(xié)會估計，9.4%的美國人患有糖尿病。

到2050年，人們越來越關(guān)注我們?yōu)槭澜缛丝谔峁┏^95億人口的能力。美國農(nóng)業(yè)部估計，全世界已有8.7億人無法獲得足夠的營養(yǎng)供應(yīng)。和安全的食物。美國農(nóng)業(yè)部還表示，動物疾病是動物農(nóng)業(yè)面臨的最大威脅之一。

由于更便宜的下一代測序(NGS)技術(shù)的可用性，各種微生物正在產(chǎn)生大量的基因組學(xué)數(shù)據(jù)，這給組織的存儲，管理和分析帶來了挑戰(zhàn)。這種情況將來會變得更糟，因?yàn)樯形窗l(fā)現(xiàn)1萬億微生物的99.99%，這將是NGS技術(shù)可能實(shí)現(xiàn)的。

“其中一個問題是生物學(xué)家通常沒有強(qiáng)大的計算技能。因此，他們依賴于具有計算技能的專家(生物信息學(xué)家)從基因組學(xué)數(shù)據(jù)中檢索遺傳信息，”Perianayagam說。“這在數(shù)據(jù)和生物學(xué)家之間留下了巨大的差距，這導(dǎo)致了創(chuàng)新的延遲，并為已經(jīng)很繁忙的生物信息學(xué)家增加了額外的工作量。我們希望通過實(shí)時將他們直接連接到基因組學(xué)數(shù)據(jù)并通過用戶提供定制的簡單易用的分析來賦予生物學(xué)家權(quán)力。友好的界面使他們能夠更快地將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新和知識;同時，希望減少生物信息學(xué)家的工作量并節(jié)省時間，以便他們可以專注于更具挑戰(zhàn)性的問題。

另一個問題是由于序列數(shù)據(jù)存儲不當(dāng)導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失。一個簡單的類比：想象一下未編目的書籍庫。數(shù)據(jù)存儲在外部硬盤驅(qū)動器，拇指驅(qū)動器，本地計算機(jī)上，這些計算機(jī)不是存儲數(shù)據(jù)的正確位置，這些數(shù)據(jù)是從珍貴的生物樣本中花費(fèi)數(shù)十萬美元。正因?yàn)槿绱?，科學(xué)家們將80%的時間用于準(zhǔn)備組織和收集數(shù)據(jù)，而不是花時間在發(fā)現(xiàn)上。組織正在花費(fèi)數(shù)十億美元用于數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。

“我們學(xué)習(xí)了采訪微生物組研究的專家，生物學(xué)家可以達(dá)到他們的項(xiàng)目目標(biāo)至少快25%，如果有合適的軟件解決方案，生物信息學(xué)家可以節(jié)省高達(dá)50%的時間，”Perianayagam說。

“來自潛在客戶的這些經(jīng)驗(yàn)是開發(fā)我們的創(chuàng)新解決方案Loci的主要動力.Loci具有高度可擴(kuò)展性，通過將所有基因組學(xué)數(shù)據(jù)集中在一個地方，最大限度地減少數(shù)據(jù)丟失，從而最大限度地縮短數(shù)據(jù)準(zhǔn)備時間，從而提高組織的價值。 ，Loci幫助生物學(xué)家通過用戶友好的界面有效地組織，管理，分析和可視化微生物基因組序列數(shù)據(jù)。“

研究微生物組并不容易，因?yàn)橛泻芏嘧兞?。由于DNA序列方法的改進(jìn)，科學(xué)家們對微生物的生物學(xué)，多樣性和進(jìn)化有了更深入的了解。但是，生活在人類，植物，動物等中的這些廣大社區(qū)仍有許多值得學(xué)習(xí)的地方。對于初學(xué)者來說，科學(xué)家們想知道生物體及其環(huán)境中和周圍有多少種細(xì)菌;所以用這些知識來改善生活質(zhì)量。

Perianayagam認(rèn)為，Loci可以幫助生物學(xué)家找到許多問題的答案，將它們與基因組數(shù)據(jù)直接聯(lián)系起來，幫助他們找到改善作物，動物，人類和整體生活的新方法。

“我們的愿景是成為行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，提供下一代定制軟件解決方案，使生命科學(xué)中的復(fù)雜數(shù)據(jù)分析變得簡單。首先，我們正在開發(fā)一個平臺，將所有基因組學(xué)數(shù)據(jù)整合在一起，”Perianayagam說。“今天，科學(xué)努力涵蓋進(jìn)展，揭示微生物群在健康和疾病狀態(tài)下影響宿主生理機(jī)能的具體方式。研究人員還試圖確定微生物群如何被操縱，無論是在有機(jī)體或分子水平，以改善宿主的健康。“

Perianayagam表示，Karyosoft的獨(dú)特之處在于其對微生物組研究的關(guān)注。

“我們認(rèn)為這是一個很好的地方，因?yàn)檫@項(xiàng)研究處于起步階段。微生物組世界發(fā)現(xiàn)的與未發(fā)現(xiàn)的相比有很大差異，”他說。“另一個區(qū)別是我們專注于基因組數(shù)據(jù)存儲，管理和客戶特定分析;而不是原始數(shù)據(jù)組裝和注釋。這個專注于客戶工作流程的重點(diǎn)領(lǐng)域?yàn)樯飳W(xué)家和生物信息學(xué)家節(jié)省了時間;通過提高效率節(jié)省成本通過將所有數(shù)據(jù)集中在一個地方并最大限度地減少數(shù)據(jù)丟失，增加了組織的價值。“