Phân tích được thực hiện trên dữ liệu NGS thường được mô tả dưới dạng một đường dẫn. Một quy trình là một quy trình công việc được xác định bao gồm một bộ sưu tập phương pháp hoặc hoạt động trong đó đầu ra của một hoạt động trở thành đầu vào cho hoạt động tiếp theo. Bốn thao tác quan trọng—ánh xạ, căn chỉnh, tiền xử lý và gọi biến thể—tạo nên hầu hết các quy trình WGS phân tích thứ cấp.

Clara Parabricks là bộ phần mềm dành cho các phương pháp phân tích bộ gen được thiết kế để tận dụng khả năng tăng tốc GPU. Nhiều phương pháp của Clara Parabricks có chức năng tương đương với các phương pháp nguồn mở hiện có, thường tạo ra sự phù hợp lớn hơn 99,9%. Các hoạt động của Clara Parabricks được kết hợp với nhau để tạo ra một quy trình phân tích thứ cấp. Đường ống này phù hợp nhất với các yêu cầu đối với ứng dụng giải trình tự quan tâm, chẳng hạn như phân tích dòng mầm hoặc soma.

Clara Parabricks có sẵn dưới dạng bộ chứa Docker hoặc Singularity và sử dụng nhiều tài nguyên GPU máy chủ khác nhau. Hình dưới đây nêu bật bộ  ứng dụng Clara Parabricks v3.7.0-1  .

Hình 2. Bộ ứng dụng Parabricks

Việc gọi các biến thể di truyền có trong một bộ gen riêng lẻ dựa trên hàng triệu đến hàng tỷ lần đọc trình tự ngắn, dễ bị lỗi. Các mô hình thống kê được tham số hóa, thủ công được sử dụng để gọi biến thể vẫn tạo ra hàng nghìn lỗi và các biến thể bị bỏ sót trong mỗi bộ gen. Những lỗi này bất chấp nỗ lực hơn một thập kỷ của hàng nghìn nhà nghiên cứu tận tâm (Poplin, 2016). Nhiều nhóm chạy các quy trình gọi biến thể đồng thuận sử dụng nhiều phương thức gọi biến thể để giảm thiểu khả năng bỏ sót một biến thể. Clara Parabricks chứa nhiều trình gọi biến thể để kích hoạt phương pháp này. Đối với nghiên cứu này, quy trình dòng mầm đã được sử dụng và các bước được liệt kê trong hình bên dưới.

Hình 3. Đường dẫn mầm bệnh

DeepVariant, một phương thức gọi biến thể do Google phát triển, áp dụng mạng thần kinh tích chập sâu và đã được chứng minh là vượt trội so với các phương pháp thống kê do chuyên gia điều khiển. Tuy nhiên, việc gọi các biến thể cho bộ gen người 30x và viết các biến thể ra tệp gVCF mất khoảng bốn giờ. Nó cũng yêu cầu ít nhất 1.024 lõi tính toán. Phiên bản tăng tốc GPU Clara Parabricks của DeepVariant chạy trong vòng chưa đầy 20 phút cho bộ gen 30x. Thời gian phân tích nhanh cho phép sử dụng DeepVariant một mình hoặc với các trình gọi dòng mầm khác như GATK HaplotypeCaller, đồng thời giảm thiểu khả năng tạo tồn đọng phân tích thứ cấp.