Life Science Firma verbessert mit Betaversion von Microsoft SQL Server 2005 Volltextrecherchen

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1 Microsoft Windows Server System Kundenreferenz Life Science Firma verbessert mit Betaversion von Microsoft SQL Server 2005 Volltextrecherchen Überblick Land: Deutschland Branche: Chemie- & Pharmaindustrie Kundenprofil Produkte und Services von Metalife, Winden, helfen Pharmaunternehmen und Wissenschaftlern, die neue Wege zur Heilung und Prävention von Krankheiten suchen, bei der Auswertung von Genetik-Datenbanken. Ausgangssituation Metalife brauchte mehr Kapazitäten für viele gleichzeitige Volltextrecherchen, vereinfachten Datenzugriff, Snapshots zur Versionierung und für unkompliziertes Reporting. Lösung Upgrade auf Microsoft SQL Server 2005 (64-Bit), der unter Microsoft Windows Server 2003, Enterprise x64 Edition, läuft. Nutzen Vereinfachte Navigation Bessere Unterstützung vieler gleichzeitiger Nutzer Versionierung mit Database Snapshots Einfaches Reporting Der SQL Server 2005 brachte uns die Performance, die wir brauchen, um Wissenschaftlern einen einfachen Weg in die Welt der Genetik zu öffnen. Prof. Dr. Michael Schönemann, Geschäftsführer und Gründer von Metalife Metalife unterstützt die Forschung bei der Suche nach neuen Behandlungsmöglichkeiten für viele Krankheiten. Die Datenbank PhenomicDB von Metalife bietet Informationen aus dem Human-Genom-Projekt und ähnlichen Quellen. Mit dem wachsenden Erfolg dieser Informationsangebote stieg auch der Bedarf, Volltextrecherchen in der Datenbank durch viele gleichzeitige Nutzer besser zu unterstützen. Nach dem Upgrade auf die Betaversion des Microsoft SQL Server 2005 (64 Bit) versorgt Metalife jetzt Anwender, die parallel Volltextrecherchen an der Datenbank durchführen. Test haben gezeigt, dass die Beta-Edition des SQL Server 2005 auch gleichzeitige Nutzer unterstützt. Zudem nutzt Metalife das Snapshot Feature von SQL Server 2005, um Wissenschaftlern auch die Abfrage früherer Datenbankversionen zu ermöglichen.

2 Partner, unterstützt Wissenschaftler bei der Lösung eines wichtigen Problems, nämlich dem Umgang mit der immensen Gen- Datenmenge, die sich seit Watsons und Cricks Endeckung angesammelt hat. Dabei interessieren sich Genforscher zumeist für Datenbanken mit Informationen zum Genotyp (genetische Ausstattung) und Phenotyp, (dadurch hervorgebrachte körperliche Merkmale). Als Service für die Wissenschaftsgemeinde hat Metalife die relationale Multi-Arten-Datenbank PhenomicDB entwickelt (www.phenomicdb.de). Vereinfachte Navigation Anwendungen von Metalife basieren auf einer SQL Server 2005 Datenbank mit 1,4 Terabyte Gebündelte Gen-Informationen Nachdem James Watson und Francis Crick das Geheimnis der Kodierung menschlichen Erbguts in der Struktur der Doppelhelix entschlüsselten (eine Leistung, die ihnen 1962 den Nobelpreis für Medizin einbrachte), setzte ein Wettlauf um die Nutzung dieser Endeckung zum Wohle der Menschheit ein. Diese Anstrengungen haben sich in den letzten Jahren noch intensiviert, wie das Human-Genom-Projekt zeigt: Nach 13 Jahren gelang es, alle rund Gene des menschlichen Chromosoms zu identifizieren. Doch markiert diese Kartierung erst den Anfang einer riesigen wissenschaftlichen Herausforderung: Jedes einzelne Gen ist eine Art Kochbuch zur Herstellung von Eiweißen, den Bausteinen des Lebens. Forscher rund um den Globus suchen mit Hochdruck nach Wegen, wie die neuen Erkenntnisse möglichst schnell für die Therapie und Prophylaxe von Krankheiten genutzt werden können. Die Metalife AG, ein deutsches Life Science- Unternehmen und Microsoft Certified Gold PhenomicDB bündelt und vereinheitlicht den Zugang zu einer Reihe weiterer Genotyp- und Phänotyp-Datenquellen, zum Beispiel durch das Mapping der Phänotyp- Datenfelder. Um nun einen direkten Vergleich so genannter orthologer Gene von der Hefezelle bis zum menschlichen Organismus zu ermöglichen, werden diese gemappten Daten zusammen mit einer Gen- Indexdatei geladen, beispielsweise die VCB Gene Database (Pruitt et al. 2001) gemeinsam mit den assoziierten Ortholog-Daten von HomoloGene (Wheller et al. 2004). Im Ergebnis können Forscher dadurch sehr viel leichter bekannte Phänotypen durchsuchen und mit gegebenen Genen verschiedener Organismen vergleichen. Für die kommerzielle Nutzung bietet Metalife eine noch wesentlich größere Datenbank, die Metalife Knowledgebase. In deren 1,4 Terabyte sind die 20 Gigabyte von PhenomicDB enthalten. Die Knowledgebase bietet zudem eine reiche Auswahl wissenschaftlicher Artikel aus aller Welt, Daten vom European Bioinformatics Insitute (EBI), die Eiweißsequenzdatenbank UniProt und viele andere Informationen. Mit einem ganzen Set von Applikationen hilft Metalife Pharmaunternehmen dabei, Forschungskosten durch bessere Vorhersagemöglichkeiten zu senken, Versuche also

3 Technik im Überblick Microsoft SQL Server 2005 Microsoft SQL Server 2005 verbessert die Sicherheit, Skalierbarkeit und Verfügbarkeit geschäftskritischer Unternehmensdaten, die sich nun einfacher erfassen, bereitstellen und verwalten lassen. Dank einzigartiger Analysefähigkeiten lässt sich die Komplexität der anschwellenden Informationsflut besser als bisher beherrschen. Mit SQL Server 2005 wird Business Intelligence bezahlbar: Entscheidungen haben nun eine solidere, besser fundierte Basis. Unternehmen profitieren bei der Entwicklung von Anwendungen für die Wissenschaft zudem vom nahtlosen Zusammenspiel zwischen Datenbank-Managementsystem und Microsoft Visual Studio Beispielsweise können Datenbankobjekte jetzt direkt mit Visual C# 2005 oder Visual Basic 2005 erzeugt werden. eher in silico (per Computer) als live in vitro durchzuführen. Die Metafile 2005 Suite ist eng mit der Knowledgebase integriert. Mit der wachsenden Popularität, die Metalifes Angebote in der Wissenschaft genießt, stieg naturgemäß auch die Notwendigkeit, die Performance und andere Nutzungseigenschaften der Datenbank anzupassen. Im Einzelnen stand Metalife vor folgenden Aufgaben: vereinfachter Datenbankzugriff mehr Kapazität für gleichzeitige Volltextsuchläufe, speziell für PhenomicDB Data Snapshots für Versionierung Einfache Reportingtools für Nutzer Höhere Performance Metalife führte ein Upgrade sowohl der Knowledgebase als auch von PhenomicDB von Microsoft SQL Server 2000 (64 Bit) Enterprise Edition auf die Betaversion des Microsoft SQL Server 2005 (64 Bit) durch. Die Datenbank wird weiterhin als SQL Server-Einzelinstanz auf der Basis von Microsoft Windows Server 2003, Enterprise x64 Edition, eingesetzt und auf einen Unisys ES Way Server mit Itanium 2- Prozesoren, 32 Gigabyte Arbeitsspeicher und Direct Attached Storage gehostet. Windows Server 2003 und SQL Server 2005 sind Bestandteile der integrierten Serversoftware Microsoft Server System. Anstelle einer Indexing-Applikation, die Metalife seinerzeit aus Performancegründen für die Volltextrecherchen unter SQL Server 2000 entwickelt hatte, nutzt das Unternehmen jetzt das Volltextsuch-Feature von SQL Server Die begleitenden Client-Anwendungen für die Knowledgebase sind mit Microsoft Visual Studio.NET 2003 entwickelt und nutzen das Microsoft.NET Framework. Zu den wichtigsten Anwendungen von Metalife gehören: Metalife Predictor - eine Applikation zur in-silico -Vorhersage funktioneller Charakteristiken biologischer Objekte mit automatischer Annotation. Der Predictor sorgt mit State-of-the-Art-Algorithmen für höchste Ergebnispräzision. Einige dieser Algorithmen hat Metalife bereits mit den SQL Server 2005 CLR (Common Runtime Language) Stored Procedures implementiert. Metalife Analyzer - eine Technologie, die das Verständnis komplexer Strukturen erheblich erleichtert. Analyzer verbessert die Informationsextraktion mit Algorithmen zur automatischen Klassifikation sowie durch Document Clustering und Ähnlichkeitssuchen. Zudem enthält die Anwendung ein komplettes Thesaurus Management System. Metalife Explorer - eine Anwendung, mit der vollständige Dossiers für definierte Objekte, zum Beispiel Proteine und Gene, automatisch kompiliert werden können. Derartige Dossiers vereinen das gesamte öffentlich zugängliche Wissen über die jeweiligen Komponenten. Eine Prozedur von Metalife extrahiert dafür auch Textfragmente aus wissenschaftlichen Publikationen. Metalife Validator ermöglicht es, falsche Treffer zu eliminieren. Vorhersagen gewinnen an Wert und sind verifizierbarer. Metafile Array Analyzer stellt eine Umgbung für so genannte DNA Micro Array- Experimente bereit. Die Anwendung unterstützt alle Phasen eines Experiments, kann in unterschiedlicher Weise genutzt werden und verbessert entscheidend die Qualität der Resultate. Metalife bietet die Knowledgebase als dedizierten Server für jeden Kunden, in der Regel sind das Pharma-Unternehmen. Dafür haben Metalife und Microsoft gemeinsam

4 Mit Visual Studio 2005 und dem.net Framework konnten wir unseren Nutzern leistungsfähige Tools zur Erforschung ihres Fachgebiets bereitstellen. Prof. Dr. Michael Schönemann, Geschäftsführer Metalife ein High Perfomance Computing System entwickelt die so genannten Metacubes: Dabei handelt es sich um ein extrem leistungsfähiges, preisgünstiges und ausfallsicheres Rechnersystem, das sich bei wachsendem Bedarf ganz einfach nach dem Baukastenprinzip erweitern lässt. Fällt ein Metacube aus, übernehmen die anderen Metacubes dessen Aufgaben mit. Wird mehr Leistung benötigt, können weitere Metacubes problemlos hinzugeschaltet werden. Das skalierbare Hosting-Modell von Metalife sorgt zudem für hohe Sicherheit. Metalife nutzt die Merge Replikation Features des SQL Server 2005 zur Verteilung der täglichen Updates auf die dedizierten Kundenserver. Bei einigen Kunden werden auch Vor-Ort-Datenbanken über VPN (virtuelle private Netze) aktualisiert. Dafür erforderliche Prozeduren hat Metalife mit Microsoft Visual Studio entwickelt. Zur Versionierung dient das Snapshot Feature des SQL Server Außerdem sind die SQL Server 2005 Reporting Features im Einsatz. Vereinfachte Navigation Die 64-Bit-Version des SQL Server 2005 hilft Michael Schönemann, dem Gründer und CEO der Metalife AG, bei der Verwirklichung seiner Vision, Wissenschaftlern einen unkomplizierten Zugang zu genetischen Informationen zu verschaffen - ohne dass sie dafür Programmierer oder Datenbankadministratoren werden müssen: Der SQL Server 2005 brachte uns die Performance, die wir brauchen, um Wissenschaftlern einen einfachen Weg in die Welt der Genetik zu öffnen. Und weiter: Wir haben die 100 Top-Datenbanken zusammengebracht, die das gesamte Wissen über Genotypen und Phänotypen verschiedener Arten repräsentieren. Mit Visual Studio und dem.net Framework konnten wir unseren Nutzern leistungsfähige Tools zur Erforschung ihres Fachgebiets bereitstellen. Die Vereinheitlichung von Datenquellen und die Verfügbarkeit sehr einfach zu nutzender Suchwerkzeuge erleichtert das Leben der Wissenschaftler ungemein: Wenn jemand die Interaktion von Proteinen zur Behandlung von Krankheiten untersucht, sollte er seine Zeit weder für die Beschäftigung mit den unterliegenden Algorithmen noch mit dem Schreiben von Such-Scripts vergeuden, sagt Michael Schönemann. Je einfacher wir es den Wissenschaftlern machen, desto höher ist die Chance für praktisch anwendbare Resultate, die aus der ungeheuren Masse der weltweit verfügbaren Informationen erarbeitet werden können. Unsere Kunden haben es jetzt viel leichter, Protein-Interaktionen mit einem Microsoft Office-Programm zu untersuchen. Sie können Anfragen einfach per Drag and Drop erstellen. Die Metalife Anwendungen bieten auch völlig neue Sichtweisen auf die Daten, einschließlich visueller Modelle, die besonders hilfreich sind, weil bei Proteininteraktionen die räumliche Faltstruktur eine entscheidende Rolle spielen kann. Wir wollen die Daten so präsentieren, dass sich die wissenschaftliche Arbeit beschleunigt, sagt Michael Schönemann. Forscher sollen Sequenzen und Interaktionen schneller erkennen können. Die Bilder, die Metalife erzeugt, können dank SQL Server 2005 erschöpfend ausgewertet werden: Ein Klick zur Auswahl eines Proteins, und alle zugehörigen Artikel aus wissenschaftlichen Zeitschriften, Magazinen und anderen Informationsquellen sind auf dem Bildschirm verfügbar. Die Metalife 2005 Suite spart auch die Zeit und das Geld von Pharmaunternehmen, die auf der Suche nach neuen Therapieformen sind: Pharmazeutische Unternehmen geben nicht selten bis zu 800 Millionen US- Dollar aus, um ein neues Medikament auf den Markt zu bringen, sagt Michael

5 Dank SQL Server 2005 konnten wir konkurrierende Volltextrecherchen um Größenordnungen verbessern. Nadia Pavlova, Director of Business and Software Development Metalife Fotos: Metalife Schönemann. Viel Zeit und Geld können diese Firmen sparen, wenn sie auf Basis von SQL Server 2005 in silicio am Computer, und nicht mehr zeit- und kostenintensiv im Labor forschen müssen. Allein wenn sie nur Sackgassen durch unsere Angebote schneller erkennen, ist das schon ein großer Gewinn für die Wissenschaft. Konkurrierende Volltextsuche Die wachsende Popularität von Metalife PhenomicDB brachte neue Performanceanforderungen mit sich. Viele Informationen schlummern in Textdokumenten, was die Performanceproblematik noch verschärft. Je mehr Nutzer gleichzeitig Volltextrecherchen an der Datenbank durchführten, desto schlechter wurde die Performance, berichtet Nadia Pavlova, Director of Business and Software Development bei Metalife. Dank SQL Server 2005 können wir konkurrierende Volltextrecherchen um Größenordnungen verbessern. Wir unterstützen zurzeit bis gleichzeitige Nutzer. Tests haben gezeigt, dass wir auch mehr als Volltextsuchen problemlos bewältigen. Zudem ist die Volltextsuche viel schneller als früher. Mit dem SQL Server 2005 ist sie mindestens so schnell wie unsere frühere Spezialentwicklung, fährt Nadia Pavlova fort. Wir wollen Responsezeiten für Volltextsuchen bei 1,4 Terabyte von unter einer Sekunde - genau das liefert uns die Betaversion von Microsoft SQL Server Früher entwickelte Metalife eine eigene Indexing-Applikation. Als wir die verbesserte Performance der Volltextsuche von SQL Server 2005 sahen, stellten wir diese Entwicklung sofort ein, berichtet Michael Schönemann. Zudem sichert der SQL Server 2005 bei jedem Datenbank-Backup auch gleichzeitig alle Volltext-Indizes. Es ist für uns eine große Erleichterung, dass wir uns nicht mehr selbst um externe Volltextindex-Daten und zugehörige Kundenapplikationen kümmern müssen.

6 Weitere Informationen Referenzkunde Metalife AG Prof. Dr. Michael Schönemann Metapark Winden Tel.: 0700-metalife ( ) Fax: 0700-metalife ( ) Geschäftskundenbetreuung Microsoft Deutschland GmbH Konrad-Zuse-Straße Unterschleißheim Tel.: * Fax: * *0,12 Euro/Min., deutschlandweit 2005 Microsoft Corporation. All rights reserved. Weitere Kundenreferenzen finden Sie unter: kundenreferenzen Versionierung mit Database Snapshot Metalife nutzt das Merge Replication Feature von SQL Server 2005 für automatische Updates ihres gespiegelten Servers. Merge Replication dient außerdem zur Synchronisation von Log- und History-Daten unterschiedlicher Spiegelstände der Datenbank. Vor dem Ablauf einer solchen Replikation erzeugt Metalife mit dem Snapshot Feature von SQL Server 2005 ein Image des aktuellen Datenbankstandes. Demnach stehen also Read-Only-Versionen früherer Datenbank-Zustände bereit, und zwar ohne den Overhead und Speicherkonsum, den eine komplette Datenbankkopie sonst erfordert. Wissenschaftler nutzen die Möglichkeit, Anfragen gegen einen früheren Datenbankbestand laufen zu lassen, um zwischenzeitliche Änderungen sehr schnell zu ermitteln, erklärt Michael Schönemann. Mit dem SQL Server 2005 können wir dieses hilfreiche Tool nun anbieten. Das war vor dem Ein- satz von SQL Server 2005 nicht möglich, wie Nadia Pavlova schildert: SQL Server 2000 bot kein vergleichbares Feature. Ohne Snapshot hätten wir immer eine Kopie der gesamten Datenbank unter anderem Namen speichern müssen - bei mehr als einem Terabyte Datenvolumen praktisch ein Ding der Unmöglichkeit. Einfaches Reporting Nach dem Upgrade auf Microsoft SQL Server 2005 gab Metalife auch die selbst entwickelten Reportingtools auf und nutzt stattdessen die standardisierten SQL Server Reporting Services: Sie sind sehr logisch aufgebaut, zugleich leistungsfähig und einfach zu handhaben. Davon sollten unsere Kunden profitieren, sagt CEO Schönemann. Dann profitieren auch wir, denn jeder Anwender kann seine Reports jetzt selbstständig erledigen und braucht dafür von uns keine Unterstützung mehr IP 05/06 Software und Services Microsoft Windows Server System Microsoft Windows Server 2003 Enterprise x64 Edition Microsoft SQL Server 2005 beta Edition Microsoft Visual Studio.NET 2003 Technologien Microsoft.NET Framework Microsoft SQL Server 2005 Reporting Services Hardware Unisys ES Way Server mit Itanium 2 Prozessoren, 32 GB RAM Skalierbare Metacubes: 19 Zoll- Gehäuse/4U mit je 1 AMD 64 Prozessor, 4 GByte RAM und 2 Terabyte HD

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