愛因斯坦、瑪莎．史都華、小戴爾．厄恩哈特（知名賽車手），還有幫您處理稅務的那個人。
他們每個人及地球上所有生物發展身體各項機能所需的資訊，全都蘊藏在我們的基因組裡。
在這本基因「說明書」裡約有30億個 DNA 基本配對，包括所有人體機能運作、成長、對抗疾病及進行各種動作所需的資訊。人體每個細胞裡的基因組雖相同，各種細胞需要同中求異，才能發揮其特長。
皮膚細胞、肺部細胞或是肌肉細胞裡的基因，要如何開啟它們所需的功能呢？研究人員在 NVIDIA Tesla GPU 的輔助下，使用 GPU 加速器的 Tesla 加速運算平台及相關軟體，揭開了基因組的神秘面紗。
基因「折疊」的模式決定了細胞的功能
日文「折り紙」（origami）一字源於「折り」（折疊之意），而 kami 則是「紙」的意思，而技巧高超的藝術家可以將平面的紙折成立體的鶴、花或是武士。
將人類基因組進行折疊也如折紙般能開啟不同的樣貌與功能。
來自貝勒醫學院、萊斯大學、麻省理工學院及哈佛大學的研究人員使用 NVIDIA GPU 首度以極為詳細的方式顯示人類基因組的折疊方式。
他們為整個折疊基因組建立首個高解析度 3D 立體圖，他們發現基因組僅憑著幾個基本的折疊即發揮神奇的生物魔力，其中包括所謂的「3D 迴圈」。
由貝勒醫學院基因學、萊斯大學電腦科學計算機應用數學助理教授，也是前 GPU 科技大會主題演講人 Erez Aiden 領軍的團隊發現人類基因組折成約 10,000 個廻圈，細胞核裡的基因組折疊起時，使得兩個距離遙遠的 DNA 會接觸在一起。
他們學習到這些迴圈及其它基因組折疊模式是基因調節的基礎。將基因組折疊成不同形狀就能開關基因的功能，進而讓細胞產生出多種機能。
CPU 不足以勝任這項工作
研究團隊使用高性能電腦叢集與特別撰寫的演算法，以分析龐大的基因數據。
哈佛大學工程與應用科學學院博士班學生 Miriam Huntley 說：「我們有個疑問『資料庫裡上百萬個 DNA 裡的每一個，是如何跟其它數百萬個 DNA 相互作用？』，這可真是一大難題。這些實驗的規模太不尋常，我們得從頭開始打造這項研究使用的多數工具。」
研究團隊很快就發現 CPU 沒有勝任工作的能力。
「一般電腦 CPU 無法用於迴圈偵測的工作，」貝勒醫學院基因組架構中心研究人員 Suhas Rao 說，「我們得使用研究人員通常用於繪製電腦圖形的 GPU 來找出迴圈。」
研究人員使用 GPU 就能詳細研究迴圈和基因折疊的過程，而這個精細的程度是過去所不及的。
這些新的資訊讓研究人員更能掌握細胞機能，還能開發出治療癌症和其它棘手病症的嶄新方式。
更多關於這項傑出研究的資訊，請見研究團隊在《Cell Magazine》刊載的報告內容（ 值得注意的是：與 Rao、Huntley 及 Aiden 共同創作者為貝勒醫學院的 Neva C. Durand、Ivan D. Bochkov、Adrian L. Sanborn、Ido Machol 與 Arina D. Omer，以及博德研究所的 Elena K. Stamenova、James T. Robinson 與 Eric Lander）。
同時也能在此觀看 Aiden 教授的 2013 GTC 主題演講內容，內容講述將 GPU 用於基因研究方面的成果。
若您想更深入瞭解 GPU 技術這股推動科學創新與發現的改造能力，請報名參加2015年3月17-20日於加州聖荷西舉辦的 GTC 活動，各界的研究人員將分享他們使用 GPU 進行突破性研究的心得。