जुकरबर्ग फंडिंग: बिल्डिंग टूल्स फॉर साइंस टुगेदर

मानव कोशिका एटलस के लिए सहयोगात्मक कम्प्यूटिंग का उद्भव

कम्प्यूटिंग विशेषज्ञ किम एख ला काओ, सीएच बायोहब वैज्ञानिक एंजेला पिस्को के साथ काम कर रहे हैं।

कोशिकाएँ जीवन की मूलभूत इकाइयाँ हैं, लेकिन हमें अभी भी उनके मूल कार्य और संगठन के बारे में बहुत कुछ सीखना है। हमारे शरीर में विभिन्न प्रकार के कार्य करने के लिए हजारों कोशिका प्रकार और खरबों की संख्याएँ होती हैं जो जटिल प्रणालियों में काम करती हैं, जो प्रतिरक्षा प्रणाली से मस्तिष्क तक हमारे शरीर में विभिन्न प्रकार के कार्य करती हैं। व्यक्तिगत कोशिकाओं को चिह्नित करने के लिए नई प्रयोगात्मक प्रौद्योगिकियां - सही कम्प्यूटेशनल दृष्टिकोणों के साथ संयुक्त - हमें इस जटिलता की समझ बनाने और इसे व्यवस्थित करने में मदद कर सकती हैं।

मानव सेल एटलस (एचसीए) सेल प्रकार, सेल नंबर और स्थानिक स्थानों का व्यापक रूप से वर्णन करके मानव शरीर में सभी कोशिकाओं का एक खुला संदर्भ मानचित्र बनाने के लिए एक महत्वाकांक्षी वैश्विक सहयोग है। एक बार पूरा हो जाने के बाद, यह वैज्ञानिकों के लिए एक बुनियादी संसाधन बन जाएगा, जिससे वे बेहतर तरीके से समझ सकें कि स्वस्थ कोशिकाएं कैसे काम करती हैं और जब कोई बीमारी होती है तो उनके साथ क्या होता है। लेकिन इस संसाधन की विधानसभा, एकीकरण, विश्लेषण और साझाकरण के लिए बड़े और जटिल विभिन्न डेटा सेटों की प्रसंस्करण और व्याख्या के लिए एक नए क्लाउड-आधारित डेटा अवसंरचना और नए विश्लेषणात्मक तरीकों की आवश्यकता होती है।

सीजेडआई अनुदान के माध्यम से मानव सेल एटलस का समर्थन करता है, एक डेटा अवसंरचना, सहयोगी मुक्त स्रोत सॉफ्टवेयर विकास, और सहयोगी अनुसंधान के लिए समर्थन करता है। इस प्रयास के हिस्से के रूप में, सीजेडआई साइंस ने हाल ही में मानव कोशिका एटलस के लिए सहयोगात्मक कंप्यूटिंग उपकरणों के निर्माण के लिए 200 से अधिक वैज्ञानिकों, कम्प्यूटेशनल जीवविज्ञानी और सॉफ्टवेयर इंजीनियरों के चार दिवसीय सम्मेलन की मेजबानी की, शोधकर्ताओं के लिए 85 अनुदानों की एक श्रृंखला कम्प्यूटेशनल समस्याओं को हल करने के लिए व्यावहारिक रूप से काम करने के लिए एचसीए।

सहयोग के लिए सम्मेलन की योजना

सीजेडआई में, हम मानते हैं कि एक साथ काम करने वाली बहु-विषयक टीमें विज्ञान में तेजी लाती हैं, खासकर जीव विज्ञान, कंप्यूटिंग और सॉफ्टवेयर विकास के प्रतिच्छेदन पर। लेकिन हम अपने वैज्ञानिक सम्मेलनों का उपयोग सहयोग स्थापित करने में कैसे कर सकते हैं? इस बैठक ने कुछ विचारों को आज़माने का अवसर प्रदान किया।

सम्मेलन से पहले, हमने डेटा प्रकार, विश्लेषणात्मक तरीकों और सॉफ्टवेयर पारिस्थितिकी प्रणालियों के आसपास आयोजित 12 मुक्त अनुसंधान क्षेत्रों में परियोजनाओं को समूहीकृत किया। हमने इन समूहों को इस प्रकार नामित किया है: सेल राज्य, सेल प्रकार, छवि, मल्टीमिक्स, प्रक्षेपवक्र, विविधता नियंत्रण, बहुतायत भिन्नताएं, संभावित रिक्त स्थान, संपीड़न, पैमाने, बंदरगाहों और बायोकॉन्टर । इनमें से कुछ समूह वास्तव में एक साथ उपयोग किए गए थे - अन्य पहली बार एक दूसरे से मिले थे।

हमने प्रत्येक समूह को अपना काम पूरी तरह से प्रस्तुत करने के लिए कहा, ताकि हमारे पास 85 अलग-अलग परियोजनाओं के बजाय 12 समूह प्रस्तुतियाँ हों, और बैठक से पहले भाषणों की तैयारी के लिए हमारे पास जीवंत टेलीकांफ्रेंस थीं। यह निर्धारित संगठन और पूर्व-बैठक टेलीकांफ्रेंस ने लोगों के आने पर स्थिति को खराब करने में मदद की। हमने रिपॉजिटरी, स्लाइड, दस्तावेज़ और अन्य परियोजनाओं के लिंक के साथ एक बैठक वेबसाइट भी विकसित की है जो बैठक के दौरान एक ऑनलाइन केंद्र में संयोजित की गई थी।

पहले दिन, 12 समूहों ने अपनी परियोजनाओं को प्रस्तुत किया। इन 12 प्रस्तुतियों के बाद, समूहों ने अगले ढाई दिनों को एक साथ काम करने के लिए बेहतर ढंग से "विभाजित" करने के लिए खर्च किया, जो कि वे एक वर्ष (परियोजना अवधि) के दौरान कर सकते थे, सामान्य मेट्रिक्स और नियंत्रण जैसे थ्रेड को जोड़ने पर जोर दिया। विभिन्न एल्गोरिदम, डेटा मानकों, और मेटाडेटा मानकों, या विभिन्न पारिस्थितिकी तंत्र प्रोग्रामिंग उपकरणों के साथ एकीकरण की सापेक्ष सफलता निर्धारित करने के लिए डेटासेट। कुछ संरचना को जोड़ने के लिए, हमने चार समानांतर प्रशिक्षण सत्र भी शुरू किए हैं जो विभिन्न विषयों को सिखाने और सूचित करने में मदद करेंगे: आधुनिक वेब डेटा विज़ुअलाइज़ेशन के लिए उपकरण, मानव सेल एटलस डेटा के समन्वय के लिए एक मंच , कम्प्यूटेशनल जीव विज्ञान और सहयोगी प्रोग्रामिंग के लिए बायोरिक्सिव का उपयोग करना और सुधार करना। जीथब के साथ।

हमने बैठक में बहुत समय निर्धारित किया ताकि समूह सह-प्रोग्रामिंग के लिए आवंटित समय से काम कर सकें, एक विशाल मंथन सत्र के साथ समाप्त हो, एचसीए से जुड़ी वर्तमान प्रमुख प्रयोगात्मक और कम्प्यूटेशनल लागतों के बारे में आमंत्रित किए गए प्रस्तुतियों से पतला, जिसमें डाना पीयर से प्रेरणादायक पृष्ठभूमि की जानकारी शामिल है। एचसीए कम्प्यूटिंग सामुदायिक नेता।


सभा ने श्रोताओं की प्रस्तुतियों के साथ समाप्त किया कि उन्होंने क्या किया और एक साथ कैसे काम करना जारी रखा। हमने खुली चर्चा और निर्माण संबंधों को सुविधाजनक बनाने के लिए काम और सामाजिक संपर्क दोनों के लिए बहुत से अनियोजित समय को छोड़ दिया। एक ऐसा स्थान चुनना जो प्रतिभागियों को मिलने की जगह और आवास प्रदान करता हो, एक समुदाय बनाने में मदद करता है। गितुब के क्यूरेटेड संदर्भ डेटासेट एक वर्ष तक रह सकते हैं, लेकिन समुद्र तट पर समुद्र के किनारे और कराओके एक ऐसा कनेक्शन है जो पूरे वैज्ञानिक करियर में रह सकता है।


सागर पर एक अलाव के साथ चर्चा जारी।

धन्यवाद @cziscience एक अद्भुत बैठक के लिए। यह सबसे अधिक उत्पादक, सामूहिक और प्रेरक बैठक थी जिसे मैंने अपने पूरे करियर में शामिल किया है!
- दुइगु @ दुगुगुसर

हमने क्या सीखा?

बैठक के तीन पहलू विशेष रूप से प्रेरक थे। सबसे पहले, समूह वास्तव में समय, स्थान और उपकरण प्रदान करने में सहयोग करने के लिए खुश थे। दूसरे, छात्रों और शैक्षणिक कर्मचारियों ने, पीआई के साथ, बैठक को सक्रिय किया और शायद यह सुनिश्चित करने में मदद की कि काम वास्तव में किया गया था! तीसरा, कई कंप्यूटिंग जीवविज्ञानी और सीजेडआई सॉफ्टवेयर इंजीनियरों की शुरूआत ने बैठक में सहयोग को सुविधाजनक बनाने में मदद की - हमारी टीम ने ग्राउंड पर समस्याओं के बारे में अनुदानकर्ताओं से बहुत कुछ सीखा, और क्रॉस-इंडस्ट्री कंप्यूटिंग क्षमताओं और सहयोग बनाने में भी मदद की।

हर कोई अपने तरीके से इस नई बैठक संरचना में शामिल था: सबसे अच्छे मामलों में, समूहों ने अपनी परियोजनाओं की दृष्टि और कार्यक्षेत्र की व्याख्या की, कभी-कभी नियंत्रण डेटासेट की देखरेख या परिभाषित करना या कोड प्रोटोटाइप लिखना। हम उन समूहों से भी प्रभावित थे, जिन्हें ओपन सोर्स सीजेडआई के साथ सहयोग करने के ठोस अवसर मिले थे: ओएमरो के जोश मूर अब स्टारफिश टीम के साथ छवि-आधारित ट्रांसक्रिपटामिक डेटा स्वरूपों पर काम कर रहे हैं, और रयान विलियम्स और जूम ग्रुप से कॉटन सीड। डेटा समन्वय प्लेटफ़ॉर्म में मैट्रोज़ के भंडारण और कंप्यूटिंग के लिए और अधिक स्केलेबल दृष्टिकोण विकसित करना।

हमें यह भी खुशी हुई कि सिंगल-कोर विश्लेषण के लिए तीन प्रमुख सॉफ्टवेयर पैकेजों के डेवलपर्स - स्कैनपी , सीराट और स्केटर - ने अपने टूल और डेटा प्रारूपों की अंतर-क्षमता में सुधार करने में प्रगति की है। बस एक ही कमरे में रहने, और समय और समर्थन होने पर, आप प्रगति को उत्तेजित कर सकते हैं।

@DrAnneCarpenter
चान जुकरबर्ग साइंस विज्ञान के लिए आश्चर्यजनक चीजें करते हैं।
लेकिन उनके साथ काम करना भी सांस्कृतिक रूप से अद्भुत था। इसने मेरी उम्र (मेरे लिए पहली!) की गणना के क्षेत्र में अन्य महिला विशेषज्ञों के साथ वैज्ञानिक चर्चा की। इसने विभिन्न क्षेत्रों, कार्यक्रम परियोजनाओं, विषयों के साथ संबंधों के निर्माण में योगदान दिया। ब्रावो!
- ऐनी बढ़ई

इस बैठक में एचसीए कंप्यूटिंग विशेषज्ञों के एक समुदाय को इकट्ठा होते देखना वास्तव में अच्छा था। जैसा कि प्रतिभागियों में से एक ने हमें बताया था, उसने महसूस किया कि "कम्प्यूटेशनल विज्ञान की लकड़ी ईंधन", और हम असहमत नहीं हो सकते हैं। हमें खुशी है कि CZI विज्ञान इस तरह की रोमांचक बातचीत को जन्म देने में मदद करने में सक्षम था, और हम इस बैठक का उपयोग एक मॉडल के रूप में करने की उम्मीद करते हैं क्योंकि हम अधिक से अधिक परियोजनाओं को लॉन्च करना जारी रखते हैं।

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जेरेमी फ्रीमैन, निदेशक, कम्प्यूटेशनल जीव विज्ञान में विशेषज्ञ

जेरेमी जीवविज्ञान और प्रौद्योगिकी के चौराहे पर काम करने वाला वैज्ञानिक है। वह समझना चाहता है कि जैविक प्रणाली कैसे काम करती है, और इस समझ का उपयोग मानव स्वास्थ्य और बुद्धिमान प्रणालियों के डिजाइन दोनों के हितों में करती है। उन्होंने न्यू यॉर्क विश्वविद्यालय के एक स्नातक स्कूल में कंप्यूटर विजन का अध्ययन किया, जोनेलिया रिसर्च कैम्पस एचएचएमआई में तंत्रिका विज्ञान अनुसंधान प्रयोगशाला का नेतृत्व किया, और वर्तमान में चैन जुकरबर्ग इनिशिएटिव में, उन क्षेत्रों में हमारे काम का नेतृत्व कर रहा है, जहां कंप्यूटिंग और बायोलॉजी इंटरसेक्ट हैं। वह खुले स्रोत और खुले विज्ञान के शौकीन हैं, और कई क्षेत्रों में वैज्ञानिकों और इंजीनियरों को भी साथ लाता है।

Arne Bakker, अनुसंधान और प्रतिक्रिया प्रबंधक

Arne Bakker Chan Zuckerberg Initiative में वैज्ञानिक बैठकों के नेता हैं। उन्होंने नीदरलैंड कैंसर इंस्टीट्यूट से ट्यूमर इम्यूनोलॉजी में डॉक्टरेट की है, साथ ही बर्कले में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय में अपना शोध किया है। हाल ही में, स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय में डॉक्टर ऑफ साइंस की उपाधि के साथ मास्टर्स और नौसिखिया वैज्ञानिकों के लिए अर्ने एक सहायक प्रशिक्षण के लिए सहायक डीन थे। अपने करियर के दौरान, अर्ने ने वैज्ञानिकों को सक्रिय रूप से आकर्षित किया: वे एम्स्टर्डम में डिस्कवरी फेस्टिवल के निदेशक थे, बर्कले में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय में बियॉन्ड एकेडमिया और स्टैनफोर्ड में पीएचडी पाथवे का सह-आयोजन किया और बेयर साइंस साइंस फेस्टिवल के लिए स्वेच्छा से सहयोग किया। सीजेडआई में, अर्ने ने इस बहुमुखी कैरियर से सीखे सबक को जोड़ा, जिससे कि हम वैज्ञानिक वैज्ञानिक समुदायों को बनाने और समर्थन करने के लिए बैठकों, सेमिनारों और अन्य बैठकों के माध्यम से वैज्ञानिकों को एक साथ लाने के हमारे प्रयासों का नेतृत्व कर सकें।

अनुवाद: डायना शेरमीनोवा

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