国际顶尖科研团队信息化应用现状调研之二

　　——美国霍华德·休斯医学研究所珍妮亚研究中心信息化建设

　　美国霍华德·休斯医学研究所（Howard Hughes MedicalInstitute，HHMI）是全球规模最大的非盈利性私立医学研究所和基金会，2014年拥资180亿美金。它由著名飞行员、工程师霍华德·休斯于1953年成立，目前吸引了约18名自然科学界的诺贝尔奖获得者，是世界医学研究组织当中的泰斗。全球最先进的抗衰老技术“梅娜缇斯”即由HHMI医学团队发明。珍妮亚研究中心是HHMI于2006年10月建立的生物医学研究机构，其科学家埃里克·贝齐格获得了2014年的诺贝尔化学奖。

　　研究方向和重大产出

　　研究方向

　　HHMI的研究领域主要涉及细胞生物、基因学、免疫学、神经科学和结构生物。如下表1给出了HHMI的18名诺贝尔奖获得者名单及其研究方向。

　　组织规模

　　截至2015年2月4日，HHMI共拥有2824名职工，有169人为国家科学院院士，32名获得“HHMI早期职业生涯科学家”计划的资助。

　　2014年获得诺贝尔化学奖的科学家——埃里克·贝齐格，其团队成员有7名，另有实验室校友8名。

　　组织结构

　　HHMI接受理事会的全权指导，理事会每五年进行一次选举，每年召开四次大会。HHMI理事会成员负责HHMI学术、政府、商业、法律和金融等相关活动。理事会通过执行委员会、审计委员会、金融委员会和教育与国际项目委员会等四个委员会实施其职责。在理事会的指导下，HHMI的高级管理组负责确保HHMI遵守法律和管制。

　　HHMI的珍妮亚研究中心专门设立了计算资源部，为研究人员提供软件服务，并支持大规模存储和计算基础设施。

　　团队科研信息化应用情况

　　主要信息化工具——软件列表

　　珍妮亚研究中心的软件列表如表2所示。珍妮亚研究中心的工具设计与制造小组工具设计与制造小组共有19位成员，负责设计、打造和测试商业上暂无的仪器、工具和软件，具体开发领域包括：数据合并与分析、机器可视化与图像处理、嵌入式系统设计与编程、激光器/显微镜和光图像系统工程、定制线路设计、新型传感器系统、实验室自动化、机器人与运动控制、机械设计、制造组件和组装，以及过程自动化。

　　信息化资源

　　珍妮亚研究中心的计算资源部为研究人员提供软件服务，并支持大规模存储和计算基础设施。

　　（1）科学计算

　　科学计算软件小组共有25名成员，他们拥有多项技术技能，精通于Java、C/C++、Python、PERL、MATLAB、MySQL数据库和网站设计。此外，他们还拥有生物信息学、电子显微镜、工具控制、大型软件系统/数据管理、二维和三维数据可视化，以及人机接口等领域背景。

　　该小组已开发出用于神经回路可视化和三维渲染的软件、显微镜和其他工具的数据合并与控制功能，以及针对大型电子显微镜数据集的分割算法的多用户校对。该部门开发的索引与注释图像系统已纳入超过100万张图片。

　　（2）存储与计算机集群

　　该小组共有7位成员，为珍妮亚研究中心和HHMI提供海量存储与备份基础设施、高性能计算机集群和Linux与Unix系统。该部门还负责维护珍妮亚的数据中心和灾难恢复资源。

　　（3）信息技术与网络

　　该基础设施服务小组共有7位成员，专门为研究人员提供可靠的高性能计算机网络和应用程序解决方案。

　　重大科技基础大设施——成像系统设施

　　珍妮亚研究中心拥有全世界最为复杂的成像系统，具体设施包括：

　　（1）冷冻电子显微镜（CryoEM）设施

　　该设施装备有两个FEI Titan Krios电子显微镜、一个FEITecnai G2 Spirit投射电镜和冷冻格准备工具。它能提供的服务包括：液氮温度低剂量条件下的冷冻电子显微镜图像、电子断层和三维重组、自动化单粒子数据收集、能量过滤投射电镜图像，以及准备和扫描冷冻格工具。

　　（2）电子显微镜设施

　　电子显微镜设施实现了微观和纳米层级的生物研究，珍妮亚研究人员能完成高清图像的跨学科协作。电子显微镜设施包括一流的工具和服务，研究人员能获得电子显微镜、投射电镜和图像分析相关的培训。该设施占地5000平方英尺。

　　（3）光显微镜设施该设施通过支持有关荧光和共聚焦成像的鲁棒解决方案，实现高图像和新一代光设备的开发，以及用于抽样控制和图像分析的软件即工具解决方案。

　　光显微镜设施占地2000平方英尺，包括3台点扫描激光共焦显微镜、3台广域显微镜、1个高通量扫描系统和其他专业化显微镜。

　　（4）先进图像中心

　　珍妮亚研究中心的先进图像中心拥有晶格层光显微镜、干涉测量光激活定位显微镜、单分子全内反射荧光显微镜、像差纠正多焦点显微镜和活细胞多色彩结构式照明显微镜等设备。（本文由中国科学院成都文献情报中心供稿）