随着科技的不断进步,2025年ASC世界大学生超级计算竞赛(ASC25)已悄然拉开帷幕,目前正处于激烈的预赛阶段。经过层层筛选,脱颖而出的队伍将齐聚青海大学,于5月10日至14日展开总决赛的巅峰对决。此次竞赛的挑战课题聚焦于RNA甲基化修饰位点检测,特别是针对5-甲基胞嘧啶(m5C)这一关键修饰的优化分析。
RNA,作为生命信息传递的重要分子,主要包括信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)三种类型,它们在生物体内扮演着不可或缺的角色。mRNA,被誉为生命密码的“精华速读版”,尽管其信息量仅占DNA的一小部分,但其复杂性和重要性不容小觑。mRNA上的修饰,如同精密的注释,指导着细胞的信息翻译、蛋白质合成及生命活动的执行,尤其在肿瘤研究、免疫治疗和新药开发等领域展现出巨大的研究价值。
近年来,mRNA修饰的研究取得了突破性进展。2023年诺贝尔生理学或医学奖颁给了卡塔琳·考里科和德鲁·韦斯曼,以表彰他们在碱基修饰领域的卓越贡献。他们发现,特定的碱基修饰,如假尿苷和5-甲基胞嘧啶,能够显著降低mRNA的免疫原性,从而避免强烈的免疫反应,这一发现为mRNA疫苗的开发铺平了道路,推动了mRNA技术在医学领域的广泛应用。
科学家们已经在RNA分子上发现了超过170种不同类型的修饰,这些修饰通过影响RNA的加工代谢过程,如转录、剪接、出核、稳定性和翻译等,决定着RNA分子的命运,进而调控细胞的生命活动。因此,高效、准确地识别这些修饰位点,并探究其作用机制和生物学功能,对于理解生命的基本机制和开发新型治疗方法至关重要。而超级计算机的应用,为这一研究领域提供了强大的技术支持。
ASC25竞赛的赛题正是围绕这一前沿领域展开,要求参赛者对mRNA上的5-甲基胞嘧啶修饰位点进行高效、准确的识别定位。由于m5C的研究尚处于初级阶段,且检测过程中存在较高的假阳性率,因此这一课题成为了生物信息学的难点和痛点。参赛者需要深入研究m5C的检测分析流程,从复杂的样本数据中准确捕捉修饰位点,同时降低误报率,提升流程的运行效率。
此次竞赛不仅考验了参赛者的技术实力,更是一次跨学科合作的挑战。参赛者需要优化多个工具软件,解决不同工作语言环境和脚本的协同优化问题,在确保生物学意义的基础上,尽可能提高代码的执行效率。这一过程中,参赛者不仅掌握了生物科学与计算科学的交叉知识,还通过实践锻炼了自己的科研创新能力。
RNA甲基化修饰位点检测赛题的专家、中国科学院北京基因组研究所研究员刘肇祺指出,随着技术革命的推进,生命科学研究已经进入了一个全新的数据驱动阶段。ASC竞赛为大学生提供了一个宝贵的平台,让他们能够深入了解生物科学与计算科学的交叉领域,并运用超级计算机的强大计算能力,解决真实的生物学问题,推动科研创新。他鼓励参赛者不仅要展现自己的技术才华,更要通过竞赛开拓科研视野,让算法真正服务于科学发现。
ASC世界大学生超级计算机竞赛自发起以来,已成功举办至第十二届,吸引了来自全球六大洲的上万名大学生积极参与。这一赛事不仅促进了各国及地区间超算青年人才的交流和培养,还提升了超算的应用水平和研发能力,发挥了超算在科技和产业创新中的驱动作用。参赛者们在竞赛中不仅锻炼了技能,更激发了科研热情和创新精神,为未来的科学研究注入了新的活力。