研究用公開α版 · v0.1.0-alpha.1

Harako-GPU

NVIDIA GPUによるBAM生成と、再現可能なRNA-seq定量を一つのGUIで

Ubuntu 24.04、RTX 3090、128 GB RAMの検証済み環境を対象としたローカルRNA-seqワークフローです。使用するコンテナ、参照データ、インデックス、解析条件をRun（1回の解析実行単位）ごとに記録・固定します。

FASTQ → fastp → Parabricks STAR → BAM／スプライスジャンクション／GeneCounts ＋ Salmon → 発現量マトリックス／MultiQC

導入方法GitHubCPU版を見る
source-availableUbuntu + NVIDIA GPU研究用途限定診断用途には使用不可

GPU支援版

必要な処理に絞った軽量なHarako-nativeワークフロー

Harako-nativeワークフローは、fastpによる前処理、Parabricksによるアラインメント、FeatureCounts、MultiQCをNextflow上で実行します。その後、HarakoコントローラーがSalmonによる定量、発現量マトリックスの作成、バージョン間の一致度評価、出力ファイルの検証、サポート情報の作成を行います。

  1. fastpによる前処理
    ペアエンドFASTQを一定の条件で前処理します。
  2. Parabricksによるアラインメント
    one-passまたはtwo-passモードでアラインメントを行います。
  3. アラインメント結果
    BAM、スプライスジャンクション、GeneCountsを出力します。
  4. FeatureCounts
    exonとgene_typeを用いてbiotype別QCを実行します。
  5. SalmonとMultiQC
    バージョンを固定した定量結果と統合QCレポートを作成します。

動作確認済みの環境設定ファイルが導入されたUbuntu環境では、新しい解析計画の既定バックエンド（実行基盤）はHarako-nativeです。nf-core/rnaseq 3.26は専門家向けの参照バックエンドとして選択できます。Windows/WSLと過去の解析計画では、従来どおり参照バックエンドが既定です。

どのような研究室に適しているか

すでに要件を満たすNVIDIA GPU環境を運用している研究室では、BAM生成、スプライスジャンクションの検出、GeneCounts、Salmonによる定量、発現量マトリックスの作成、レポート出力までを、一つのRunとして管理できます。

どちらのHarakoを使うべきか

項目Harako-RNAseq（CPU版）Harako-GPU α版
対応環境WindowsやLinuxなど、より幅広い環境に対応します。Ubuntu 24.04、RTX 3090、128 GB RAMで検証しています。
主なワークフローSalmon → tximport → DESeq2、またはQCのみの解析を行います。GPUを利用してBAM、スプライスジャンクション、GeneCountsを生成し、Salmon定量を行います。
BAM／ジャンクション／GeneCounts主要な処理には含まれません。検証済みのone-passまたはtwo-passで出力できます。
Salmon一般的な定量ワークフローに利用できます。2.5.1が既定で、1.10.3も過去の解析との互換性を保つため選択できます。
DESeq2CPU版で利用できます。利用できません。
ハードウェア主にCPUとDockerを使用します。RTX 3090と128 GB RAMの環境で検証しています。
公開段階公開β版です。研究用公開α版です。

Harako-RNAseqが適している場合

  • WindowsやLinuxなど、幅広い環境で利用したい場合に適しています。
  • Salmon、tximport、DESeq2による発現変動解析が主な目的である場合に適しています。
  • BAMファイルが不要な場合に適しています。

Harako-GPU α版が適している場合

  • 検証済みのNVIDIA GPU環境をすでに運用している場合に適しています。
  • BAM、スプライスジャンクション、GeneCountsが必要な場合に適しています。
  • one-pass／two-passを選択したい場合に適しています。
  • Salmonバージョン間の定量差を確認したい場合に適しています。

Harako-GPUはHarako-RNAseqを置き換えるものではありません。両者は実行する処理が異なるため、CPU版に対する単純な速度向上率は提示していません。

検証済みの範囲

ヒト全リードデータでの解析完了

公開データERR188044の全36,349,964ペアを用い、one-passおよびtwo-passでの解析完了を確認しています。BAMの整合性、発現量マトリックス、MultiQCレポート、完了結果のアーカイブも検証しています。

参照バックエンドとの出力の一致

固定したC1入力データでは、Harako-nativeと参照バックエンドの主要な解析結果が一致しました。BAMに含まれる各アラインメントレコードも完全に一致しました。

GUIで確認した範囲

UbuntuのGUIからC1データを用いてone-passとtwo-passを実行し、解析計画の作成、実行、結果表示、成果物検証、サポート情報の作成まで確認しました。アプリケーション内部の画面テストとHTTP応答も確認しています。テスト環境に対応ブラウザがなかったため、Ubuntu上の実ブラウザを用いた最終操作確認は実施していません。

検証結果とその制約を見る →