Bioinformatics Unit

Responsable: Sara González Bodí - Profesor Ayudante Doctor Researcher

sara.gonzalez.bodi@upm.es / 910679117 ( Lab B30A)

Supervisor científico: Jaime Huerta-Cepas - Investigador/a Científico/a CSIC-INIA

j.huerta@csic.es / 910679168 ( Lab B30A)

Personal técnico y de soporte:

González Bodí, Sara - Profesor Ayudante Doctor

Martín Gómez de Carvall, Gonzalo - Informática

El análisis bioinformático de datos de secuenciación masiva resulta fundamental para la mayoría de proyectos genómicos. A pesar de que muchos de los métodos y protocolos necesarios se consideran estándar, su uso queda sujeto a la capacidad computacional disponible de cada grupo de investigación, así como a la disponibilidad de personal cualificado en el manejo de infraestructuras de computación de alto rendimiento.

En este contexto, la Unidad de Soporte Bioinformático (BSU) del Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas (CBGP UPM-INIA), como parte del Computational/Systems Biology Programme (CsBGP) del plan estratégico Centro de Excelencia Severo Ochoa del CBGP se crea para dar respuesta a la alta demanda de procesamiento y análisis de datos ómicos procedentes principalmente de las plataformas de secuenciación masiva (NGS).

Sus principales objetivos son

Ofrecer un servicio integral de procesamiento, análisis computacional e interpretación de datos genómicos.
Supervisar y gestionar el uso del clúster de computación de alto rendimiento (HPC) y el sistema de almacenamiento de datos.

Con el objetivo de ofrecer soporte bioinformático a los miembros del CBGP, a las empresas de la agrupación del proyecto KAIROS-UPM, a otras empresas de la Comunidad de Madrid y a usuarios externos, se incluyen los siguientes servicios:

Servicios Básicos:

Creación de cuentas y configuración de trabajos en el clúster de HPC
Asistencia general en análisis de NGS

Servicios de Análisis Bioinformático:

Control de calidad y mapeo de lecturas secuenciadas
Detección de variantes genéticas y genotipado
Análisis del transcriptoma
Análisis de variantes estructurales (SVs)
Análisis de variación del número de copias (CNVs)
Ensamblado de novo y anotación
Análisis Epigenéticos (ChIP-seq)
Análisis de la metilación del ADN (Secuenciación con Bisulfito)
Metagenómica (Perfiles funcionales y taxonómicos)
Metabarcoding (Perfiles taxonómicos)
Reconstrucción Filogenética
Anotación funcional secuencias genómicas

Para los miembros del CBGP interesados en obtener acceso y utilizar los recursos del Clúster de Computación o en obtener soporte bioinformático para el análisis de datos genómicos, cumplimentar los formularios disponibles en la Intranet del CBGP. A continuación, se presentan los links a la intranet del CBGP de cada uno de los formularios disponibles para los miembros del CBGP:
• Formulario solicitud Usuario - Clúster

• Formulario solicitud Software - Clúster
• Formulario solicitud Análisis Bioinformático - BSU
Para usuarios externos al CBGP, pertenecientes a empresas del Hub de Innovación KAIROS, a empresas Spin-Off de la UPM, empresas localizadas en el campus Montegancedo-UPM u otras empresas ubicadas en la Comunidad de Madrid, interesados en obtener acceso y utilizar los recursos del Clúster de Computación de Alto Rendimiento del CBGP o solicitar presupuesto de servicios de análisis bioinformático de la BSU del CBGP ver apartado I de Tarifas.
Para otros usuarios externos al CBGP, no recogidos en el apartado anterior, interesados en obtener presupuesto para el acceso y utilización de los recursos del Clúster de Computación de Alto Rendimiento del CBGP o en obtener presupuesto de soporte bioinformático para el análisis de datos genómicos por la BSU del CBGP ver apartado de II de Tarifas.

KAIROS-UPM es un proyecto financiado por la Comunidad de Madrid que sufraga el coste económico de acceso y uso del clúster de computación de alto rendimiento (clúster HPC) del CBGP para las empresas del Hub de Innovación KAIROS, empresas Spin-Off de la UPM, empresas ubicadas en el campus Montegancedo-UPM u otras empresas localizadas en la Comunidad de Madrid. Para la solicitud de acceso y uso de los recursos del clúster HPC del CBGP, completar el siguiente formulario de solicitud de uso del clúster computacional y enviar por correo electrónico el documento firmado como adjunto a bsu.cbgp@upm.es. El personal de BSU se pondrá en contacto con el usuario para gestionar su petición.

El servicio de análisis bioinformático de la BSU, con independencia de las categorías de empresas mencionadas anteriormente, tiene un coste económico para todos los usuarios externos al CBGP. Para solicitud de presupuesto de servicios de análisis bioinformáticos de la BSU del CBGP es necesario completar el siguiente formulario de solicitud de presupuesto de servicios bioinformáticos y enviar por correo electrónico el documento firmado como adjunto a bsu.cbgp@upm.es. El personal de BSU se pondrá en contacto con el usuario para informarle del presupuesto y gestionar su petición de acuerdo a las características del servicio solicitado.
Para otros usuarios externos al CBGP, interesados en obtener presupuesto del uso del clúster de computación del CBGP o presupuesto de servicios de análisis bioinformáticos de la BSU del CBGP, es necesario completar el formulario de solicitud de uso del clúster computacional o el formulario de solicitud de presupuesto de servicios bioinformáticos y enviar por correo electrónico el documento firmado como adjunto a bsu.cbgp@upm.es. El personal de BSU se pondrá en contacto con el usuario para informarle del presupuesto y gestionar su petición de acuerdo a las características del servicio solicitado.

Clúster HPC y Proyecto de Innovación KAIROS - UPM

El proyecto Hub Digital de Innovación de la UPM (Universidad Politécnica de Madrid), denominado KAIROS-UPM, ha sido cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional de la UE y la Comunidad de Madrid con el objetivo principal potenciar la innovación tecnológica e impulsar la transferencia de tecnología al sector productivo comprendido en las prioridades temáticas de la estrategia regional de investigación e innovación para una especialización inteligente (RIS 3) de la Comunidad de Madrid.

Entre las actividades programadas en el proyecto se encuentra la prestación de servicios de supercomputación de alto rendimiento orientados al análisis y procesado en paralelo de grandes volúmenes de datos, fundamentalmente en las áreas de biotecnología y genómica, a las empresas de la Comunidad de Madrid y muy especialmente a las participantes a la Agrupación promotora del proyecto.

Equipamiento

La infraestructura actual incluye un clúster de computación de alto rendimiento (clúster HPC) que se adquirió en el marco del plan estratégico SO del CBGP y con fondos de Innovación de la Comunidad de Madrid a través del proyecto Hub Digital de Innovación de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), denominado KAIROS-UPM.

El clúster HPC está ubicado en las instalaciones de CBGP y representa un equipamiento de vanguardia en la computación de alto rendimiento, con una capacidad de cómputo muy elevada destinada al servicio de la BSU (Figura 1).

Actualmente, los recursos de TI de hardware tienen 40 servidores dedicados CPU Intel Xeon cores (800 CPU threads), cabina de almacenamiento central con 288TB. La configuración incluye:

8 nodos con 40 CPUs cores y 192 GB RAM cada uno, para computación de uso general.
Servidor de cómputo con 40 CPUs y GPU (NVIDIA TESLA V100) optimizadas para ejecutar simulaciones y modelado de estructuras de proteínas y para aplicaciones de Machine Learnig.
Nodo de alta memoria con 80 CPU cores y 1.5TB RAM para ejecutar ensamblajes metagenómicos y cálculos de memoria intensiva.

Asimismo, la configuración del clúster incluye un gestor de colas que se encarga de gestionar el envío de los trabajos a los nodos de cálculo, un repositorio de software con más de 100 programas bioinformáticos, servicios de monitoreo y un sistema de virtualización flexible.

Fig 1. Recursos Computacionales KAIROS-UPM

La BSU está asociada a los programas científicos Computational Systems Biology and Genomics (CsBGP) y Sintética y Bioingeniería (SynBIO2), lo que permite potenciar las capacidades de los servicios ofertados por la unidad y ampliar la transversalidad y alcance de potenciales beneficiarios. Los investigadores asociados a cada programa son:

Computational Systems Biology And Genomics (CsBGP)