SSBD:細胞・発⽣画像情報と⽣命動態情報の統合データベース
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1,2)
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京⽥ 耕司 , 遠⾥ 由佳⼦ , ホー ケネス , ⽷賀 裕弥 ，⼤浪 修⼀

1) 理化学研究所 ⽣命機能科学研究センター 発⽣動態研究チーム, 2) ⼤阪電気通信⼤学 情報通信⼯学部 情報⼯学科
概要

データ利活⽤を促進する仕組み• ⽣細胞イメージングおよび画像解析技術の発展により、分⼦や細胞動態などの画像デー
タとそこから計測された時空間情報を数値として含む定量データが蓄積されている。
• 画像や定量データのデータベースは、⽣物・医学情報学分野における次の⾰新的基盤となることが期待されている（Ellenberg et al. 2018）。
• 我々は、2013年より世界に先駆けて、画像データと定量データを格納・共有するデータベースSSBDを開発している。
• SSBDの開発により、⽣物および医学分野におけるデータ駆動型研究が促進される。

フォーマットAPI

HDF5を基盤としたBD5を開発

画像および定量データを解析するためのAPIを提供

SSBDデータベース
画像データや定量データ、関連するソフトウェアツールを共有する統合データベース
画像データ(Kondo & Hayashi 2013)(Inomata et al. 2013)

オリジナル形式(Shirai et al. 2016)

定量データ

メタ情報
(Arjunan & Tomita 2010)(Bao et al. 2006)

画像・定量データのメタ情報をRDFで記述・公開

BDML/BD5形式(Keller et al. 2008)

NBDC RDF Portal (http://integbio.jp/rdf/)

RIKEN MetaDatabase (http://metadb.riken.jp)

ソフトウェアツール

BDML/BD5
形式に対応

SSBD RDF の現バージョン• 18,319 triples• 14 classes• 33 properties.

http://ssbd.qbic.riken.jp(Tohsato et al. Bioinformatics, 2016)

定量データや画像データの⼀覧

データベースの利⽤例

分⼦、細胞から個体の動態の画像データや定量データを格納し共有している。
⽣物種

対象C. elegans
核C. elegans
核C. elegans
前核/微小管D. melanogaster核
D. rerio核E. coli
一分子
C. elegans
行動
M. musculus
核
M. musculus
発現 (Omics)
D. discoideum分子C. elegans
核C. elegans
細胞
D. discoideum, Cultured cell (PC-12: R. norvegicus), NA
一分子
M. musculus
分子/細胞
M. musculus
発現
M. musculus (iPS), NA分子
Cultured cell (NRK-52E: R. norvegicus)
分子/細胞Cultured cell (HT-1080: H. sapiens)
細胞
NA分子
C. elegans
細胞
D. discoideum
分子
D. melanogaster細胞
H. sapiens (ES)組織
H. sapiens (iPS)細胞
M. musculus
分子/細胞
M. musculus (iPS)細胞
M. musculus (iPS)細胞/組織
M. musculus (iPS)
組織
M. musculus (iPS), D. melanogaster Cultured cell (HEK293T:分子/細胞H. sapiens)
X. laevis
細胞
Cultured cell (CHO; C. griseus + MDCK: C. l. familiaris)
分子/細胞Cultured cell (CHO: C. griseus)
分子/細胞Cultured cell (HT-1080: H. sapiens)
分子/細胞Cultured cell (MDCK: C. l. familiaris)
細胞
Cultured cell (MDCK II: C. l. familiaris, EpH4: M. musculus,
細胞
R2/7 alpha-Cate: H. sapiens)
NA微小管C. elegans
一分子
D. cf. damesi
部位
D. discoideum細胞
M. musculus
分子/細胞
M. musculus
分子
分子/細胞
Cultured cell (MDCK II: C. l. familiaris)
NA
一分子
M. musculus臓器
M. musculus臓器
M. musculus
臓器/個体
X. laevis
部位
Cultured cell (DO11.10: M. musculus)
細胞種類
計測
計測
モデル
計測
計測
モデル
計測
s
計測
計測
計測
計測
計測/モデル
計測
計測
計測
計測
計測
計測
計測
計測
計測
計測
計測
計測
計測
計測
計測

#定量

2
186
100
2
71
111
81
14
119
40
22000
1000000000#entities
24,74775,9552,675
5,111,828
56,584,840
7212,400,100
2,054
48987
125,426
24,608745,846,573
01460000
2,675000000000

#画像

顕微鏡計測

⽂献
Bao et al. 2006
Kyoda et al. 2013
Kimura & Onami 2005
Keller et al. 2010
Keller et al. 2008
Arjunan & Tomita 2010
Cronin et al 2005
Bashar et al. 2012
Masumoto etl al. 2010
Komatsuzaki et al. 2014
Toyoshima et al. 2016
Takayama & Onami 2016
Watabe et al. 2015
Ochiai et al. 2015
Harima et al. 2013
Tanaka & Fujita 2015
Aoki et al. 2013
Kunida et al. 2012
Tanaka 2014
Azuma & Onami 2016
Yasui et al. 2014
Kondo & Hayashi 2013
Shirai et al. 2016
Kanemura et al. 2013
Ke et al. 2013
Kinoshita et al. 2016
Iwasaki et al. 2016
Assawachananont et al. 2014
Ke et al. 2016

計測
計測
計測
計測
計測

Inomata et al. 2013
Matsuda et al. 2012
Matsuda et al. 2015
Yamao et al. 2015
Hayashi & Okada 2015

0000000000

5FRAP & Confocal
3Two-photon
2Incubator EF
19FRET & Confocal
3SDSRM

計測

Yonemura 2014

003DIC

計測
計測
計測
計測
計測
計測
計測
モデル
計測
計測
計測
計測
計測

Torisawa et al. 2016
Arata et al. 2016
Inoue & Kondo 2016
Shibata et al. 2012
Sakakibara et al. 2015
Hirata et al. 2016
Takai et al. 2015
Hihara et al. 2012
Susaki et al. 2014
Susaki et al. 2015
Tainaka et al. 2014
Suzuki et al. 2016
Ichimura et al. 2016

030211123000000
17,886
0
720
5,969
11355
252,500
000000187DIC
00000001TIRF
14LSCM,SDC, EF
119SDC
2LSCM
1242Confocal, Two-photon
211SDC
13TIRF
16Confocal
2TEM
4Phase52LS2Confocal
13TEM, Phase
8TEM
58Confocal, Two-photon, LS

3Confocal
3semi-TIRF
7CT
2SDC
3LSCM
02Custom made027LS1LS40LS
1Stereo
4BrightField, Raman

1) TIRF: 全反射照明蛍光顕微鏡, Confocal: 共焦点顕微鏡, DIC: 微分⼲渉顕微鏡, SDC: スピニングディスク共焦点, EF: 落射蛍光顕微鏡, BF: ⽣物発光イメージングシステム, Phase: 位相差顕微鏡, Two-photon: ⼆光⼦励起顕微鏡, Incubator EF: イン
キュベータ落射蛍光顕微鏡, MF: 多⾊発光イメージングシステム, FRET: FRETイメージングシステム, SDSRM:スピニングディ
スク超解像度顕微鏡, Raman: ラマン顕微鏡

公開データセット数の推移

⽣物種の内訳

画像データの急増が⾒込まれる

画像データについては多様な⽣物種のデータを公開

レポジトリサービス

データの再利⽤

論⽂投稿・発表時のデータ公開

計算⽣物学、計算機科学、可視化分野での利⽤(Toyoshima et al. 2016)(Han et al. 2016)(Yang et al. 2017)(Yang et al. 2017)(Onoue et al. 2016)(Iwata et al. 2017)(Azuma & Onami 2017)

国内・国際連携• 細胞・発⽣⽣物学分野の関連学会、主要な研究所、⽀援事業との連携を強化• Global BioImaging, Euro BioImaging, BioImaing North Americaプロジェクトとの連携• OMEプロジェクトとの共同研究・開発を開始

理研BDR

JST-CREST
⽣命動態
⽣命動態システム
科学推進拠点

データセット数

1200
1000

画像データ

800

Mold 3%

Mouse 5%

Fly 3%

483

細胞⽣物学会Worm 53%

発⽣⽣物学会

Mouse 34%600
400

先端バイオイメージング
⽀援プラットフォーム

定量データ

460
298

318

319

200
187

188

189

Worm 90%616
3360
2013 2014 2015 2016 2017

Worm
Mold
Dog
Hamster

Mouse
Human
Frog
Zebrafish

定量データ

Fly
Ammonite
Rat
Other

Worm
Mold
Dog
Hamster

Mouse
Human
Frog
Zebrafish

FlyAmmoniteRat
Other

画像データ

Licensed under a Creative Commons表示4.0国際ライセンス (c)2018 京田耕司（理化学研究所生命機能科学研究センター）

⽂献• Tohsato, Y. et al. (2016) SSBD: a database of quantitative data of spatiotemporal dynamics of biologicalphenomena. Bioinformatics 32, 3471-3479.
• Kyoda, K. et al. (2015) Biological Dynamics Markup Language (BDML): an open format for representing
quantitative biological dynamics data. Bioinformatics 31, 1044-1052.