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16-06-2017 | Fachbeitrag | Issue 2/2017

Datenbank-Spektrum 2/2017

Efficiently Storing and Analyzing Genome Data in Database Systems

Journal:
Datenbank-Spektrum > Issue 2/2017
Authors:
Sebastian Dorok, Sebastian Breß, Jens Teubner, Horstfried Läpple, Gunter Saake, Volker Markl
Important notes
This is an extended version of our earlier work [15].
Work by S. Dorok was done in part when employed at Bayer Business Services GmbH and Bayer Pharma AG.
Work by S. Breß was done in part when employed at TU Dortmund.

Abstract

Genome-analysis enables researchers to detect mutations within genomes and deduce their consequences. Researchers need reliable analysis platforms to ensure reproducible and comprehensive analysis results. Database systems provide vital support to implement the required sustainable procedures. Nevertheless, they are not used throughout the complete genome-analysis process, because (1) database systems suffer from high storage overhead for genome data and (2) they introduce overhead during domain-specific analysis. To overcome these limitations, we integrate genome-specific compression into database systems using a specialized database schema. Thus, we can reduce the storage consumption of a database approach by up to 35%. Moreover, we exploit genome-data characteristics during query processing allowing us to analyze real-world data sets up to five times faster than specialized analysis tools and eight times faster than a straightforward database approach.

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