Microsoft e CREA (Consiglio per la Ricerca in Agricoltura e l’Analisi dell’Economia Agraria) l’ente italiano di ricerca sull’agroalimentare vigilato dal Ministero dell’Agricoltura, hanno annunciato l’adozione delle soluzioni di intelligenza artificiale e supercalcolo di Microsoft nell’ambito del Progetto Pangenoma, azione di ricerca del CREA, a livello globale, volta a studiare e decodificare il Dna del grano duro per affrontare le sfide del cambiamento climatico e garantire un futuro sostenibile per questa coltura, così cruciale per l’umanità.
Dal grano 20% delle calorie
Il grano, che ha origine dal farro selvatico – da cui l’uomo neolitico ha selezionato il farro coltivato prima ed il frumento duro e tenero poi, dando origine all’agricoltura – costituisce circa il 20% delle calorie consumate dagli esseri umani a livello globale, ma il cambiamento climatico ne sta progressivamente minacciando la coltivazione, soprattutto in alcune aree come il bacino del Mediterraneo, un hotspot del cambiamento climatico. La ricerca è al lavoro per sviluppare nuove varietà di grano e di altre colture essenziali come riso e mais, che possano adattarsi a un clima che sta inevitabilmente cambiando. Per rispondere a questa necessità, il CREA, con il suo Centro di Ricerca Genomica e Bioinformatica, sta coordinando insieme all’Università di Bologna ed all’Università di Saskatchewan (Canada), una vasta iniziativa internazionale finalizzata alla conoscenza di tutti i geni di tutte le varietà di grano duro (progetto Pangenoma), e finanziata, per l’Italia, dal PNRR-progetto AGRITECH.
Collaborazione mondiale
La ricerca combina le conoscenze biologiche della pianta grano con le capacità di analisi bioinformatica fornite da Microsoft per analizzare e interpretare le sequenze del Dna, con l’obiettivo di sviluppare nuove varietà più sostenibili e resistenti alle variazioni del clima globale. Il Progetto, pensato e condiviso con l’Università di Bologna, fa leva sul cloud Microsoft Azure per mettere in rete decine di ricercatori di tutto il mondo e farli collaborare in tempo reale all’interpretazione dei “big-data” (decine di terabyte) ottenuti da macchine di sequenziamento che, nei diversi laboratori del pianeta, hanno sequenziato decine di varietà di grano duro e dei suoi antichi antenati. In un contesto dove capire il significato dei dati è molto, molto più difficile che produrli, la possibilità di far lavorare insieme le migliori professionalità esistenti al mondo, interagendo in tempo reale, è un fattore determinante per raggiungere in tempi brevi obiettivi fondamentali come garantire la produzione di grano negli anni futuri.
Pipelines di big-data
Questi dati, che sono memorizzati nel data center Italy North di Microsoft in Italia, vengono poi elaborati e esaminati in sicurezza attraverso delle procedure standardizzate definite pipelines, anch’esse eseguite nel cloud, ovvero una serie di fasi di elaborazione dei dati, create con codici open-source. Le pipelines genomiche sono progettate per gestire miliardi di piccole sequenze che devono essere ordinate per creare i 14 cromosomi del genoma del grano duro. Il cloud Microsoft Azure, inoltre, offre la possibilità per i ricercatori di tutto il mondo di lavorare sugli stessi dati con gli stessi strumenti. “La condivisione di big-data e la possibilità di connettere ricercatori di tutto il mondo, lavorando in remoto su risorse Cloud ed in condizioni di elevata sicurezza informatica, è un elemento essenziale per affrontare le sfide che abbiamo davanti e garantire un cibo di qualità per tutti. Abbiamo messo a punto una infrastruttura informatica su Cloud che, dopo il battesimo con il frumento duro, sarà utilizzata anche per altri progetti CREA, a cominciare dai progetti sulla xylella dell’olivo e sul malsecco degli agrumi”, commenta Luigi Cattivelli, direttore del CREA Centro di ricerca Genomica e Bioinformatica.
