Paralelisasi proses short reads alignment dengan algoritme burrows-wheeler transform menggunakan CUDA

Abstract

Teknologi DNA sequencing dan DNA sequence assembly memiliki peran penting dalam bidang ilmu biologi molekuler, khususnya genomika. Teknologi ini berfungsi untuk membentuk fragmen DNA yang lebih panjang (contigs) dari penggabungan fragmen-fragmen pendek (reads). Salah satu metode untuk melakukan DNA sequencing adalah next-gen sequencing (NGS), yang menghasilkan reads pendek untuk kemudian dijajarkan kembali pada sebuah genom rujukan. Penelitian ini bertujuan untuk mengimplementasikan algoritme Burrows-Wheeler transform (BWT) untuk melakukan proses short reads alignment hasil NGS dan paralelisasi program sehingga dapat dieksekusi menggunakan graphic processing unit (GPU) dengan memanfaatkan library CUDA. Genom rujukan yang digunakan adalah kromosom 11 kacang kedelai (Glycine max) dan sampel reads yang digunakan memiliki variasi jumlah 1 000, 2 000, 5 000, 10 000, dan 20 000 reads. Besar speedup rata-rata yang dihasilkan adalah 1.335 dan nilai speedup tertinggi pada sampel berjumlah 20 000 read dengan nilai 1.393. Paralelisasi program menggunakan CUDA menghasilkan waktu eksekusi lebih baik dibandingkan dengan program sekuensial.