2017年8月29日

平成29年度NGSハンズオン講習会

NBDCの紹介～NGS関連サービスを中心に

箕輪真理

バイオサイエンスデータベースセンター(NBDC) 、JST1
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目次
1. 講習を始める前に
2. 生命科学系DBの概要
3. JSTとNBDC、データ共有の取り組みについて
4. 主なサービス(カタログ、一括検索、データの一括ダウンロード)の紹介
5. ヒトに関するデータ関連のサービス
6. その他のサービス例
7. おわりに◇通常はAJACS講習会でサービスを実際に使いながら、ご説明している資料を基にしています。
2https://biosciencedbc.jp/© 2017

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AJACS講習会※AJACS（「あじゃっくす」と発音）とは･･･
ライフサイエンス分野のデータベース統合を担う人材、アノテーター(Annotator)、キュレーター(Curator)、システムデータベース管理者(System DB administrator)の総称です(All Japan Annotator/Curator/System DB administrator）。
3
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目次
1. 講習を始める前に
2. 生命科学系DBの概要
3. JSTとNBDC、データ共有の取り組みについて
4. 主なサービス(カタログ、一括検索、データの一括ダウンロード)の紹介
5. ヒトに関するデータ関連のサービス
6. その他のサービス例
7. おわりに4https://biosciencedbc.jp/© 2017

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転換期を迎える生命科学

2• 生命科学の情報爆発• 仮説検証型からデータ駆動型の科学への転換• データ、データベースを自由に使いこなす• 情報学、 統計学、数学、計算機科学などの融合• データの統合による知識発見5https://biosciencedbc.jp/© 2017

統合データベース講習会 Licensed Under CC 表示 2.1 日本代表的な生命科学関係のデータベース

2

データベースの内容

データベース例

DNA塩基配列

GenBank, ENA, DDBJ

アミノ酸配列UniProt, Swiss-Protタンパク質立体構造

wwPDB, SCOP2, CATH

アミノ酸配列ドメイン

Pfam, InterPro

アミノ酸配列モチーフ

PROSITE, Blocks

パスウェイ

KEGG, Reactome

遺伝病

OMIM

文献

MEDLINE

遺伝子発現

GEO, ArrayExpress
6

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2構築法から見たデータベースの分類（「生命科学データベース統合に関する調査研究(H17~H19)」より）

型

情報源の種類

処理
方法

処理主体

データ形式 例

バンク型

測定器と登録者

不特定多数 構造化
テキスト

DDBJ,
wwPDB

プロジェクト型

測定器と実験者

特定人間

FANTOM,構造モデル生
物DB

プログラム型

データベース
レコード

機械的処理

マシン

構造UniGene

キュレーション型

データベース
レコード

高度情報処理

特定人間構造SCOP2

知識モデル型

読み物

高度情報処理

特定人間

構造

KEGG

総説型

読み物

高度情報処理

特定人間構造化
テキスト

OMIM

7
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バンク型データベースとは
2（→提出されたデータを受け取り公開するDBを広くリポジトリと呼ぶ）

DDBJ/GenBank/ENAおよびwwPDBでは、全世界で解読された塩基配列および立体構造情報を、査定して受け入れデータベースに蓄積し公開して共有する→accession numberを付与
論文を投稿する際には、雑誌側からaccession numberの記載を求められる塩基配列や立体構造以外のデータについても、リポジトリへの登録が求められるようになっている
8
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2

国際的動向を踏まえたオープンサイエンスに関する検討会（内閣府、H26(2014).12.9～H27(2015).3.30）

2013年6月 G8科学大臣会合 共同声明
「論文のオープンアクセス化に加え、研究データのオープン化を」↓世界的な議論が加速↓
内閣府での検討

公的研究資金を用いた研究成果〈論文、生成された研究データ等〉について、科学界はもとより産業界及び社会一般から広く容易なアクセス・利用を可能にし、知の創出に新たな道を開くとともに、効果的に科学技術研究を推進することでイノベーションの創出につなげることを目指した新たなサイ工ンス
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210
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データを共有することの意義

2

科学の世界では本来データは第3者と共有するもの• 再現性→真理か？
• 透明性→データそのものが間違っていないか？
• 再利用→新しい観点からの解析、共同研究、教育目的、時間や費用の節約• 新しい技術（大量データのマイニング等）の開発の促進• 市民は2度税金を払わない→公的資金を投じたデータはすべての市民のもの

国などの公的資金を投じて得られたデータは共有へ！
11
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目次
1. 講習を始める前に
2. 生命科学系DBの概要
3. JSTとNBDC、データ共有の取り組みについて
4. 主なサービス(カタログ、一括検索、データの一括ダウンロード)の紹介
5. ヒトに関するデータ関連のサービス
6. その他のサービス例
7. おわりに12https://biosciencedbc.jp/© 2017

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JSTとNBDCのご紹介(1)

3

科学技術振興機構(JST) http://www.jst.go.jp/
１．未来を共創する研究開発戦略の立案・提言

２．知の創造と経済・社会的価値への転換
２．４．情報基盤の強化（ライフサイエンスデータベース統合の推進）
我が国におけるライフサイエンス研究の成果が、広く研究者コミュニティに共有され、活用されることにより、基礎研究や産業応用につながる研究開発を含むライフサイエンス研究全体の活性化に貢献するため、文部科学省が示す方針の下、様々な研究機関等によって作成されたライフサイエンス分野データベースの統合に向けて、オープンサイエンスの動向を踏まえた戦略の立案、ポータルサイトの拡充・運用及び研究開発を推進し、ライフサイエンス分野データベースの統合に資する成果を得る。

３．未来共創の推進と未来を創る人材の育成〔JST第4期中長期目標（H29年2月）より〕
13
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JSTとNBDCのご紹介(2)3

バイオサイエンスデータベースセンター(NBDC)
https://biosciencedbc.jp/•

JSTの中の１つのセンター
2011（平成23年）年4月に設立•

生命科学分野のDBを使いやすくする！
（１）データベース研究開発戦略の立案（２）データベースの充実
府省間のデータベース統合
基盤技術開発
ファンディングプログラム（分野ごとにデータの統合を進めるため）（３）データの公開（ポータルサイトや関連サービスも含めて）（４）国際連携
14

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NBDCの取り組み
3

連邦型統合DB（⇔中央集中型DB）

基盤技術開発
ファンディングプログラム（分野ごとにデータの統合を進めるため）15
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JSTとNBDCのご紹介(2)3

バイオサイエンスデータベースセンター(NBDC)
https://biosciencedbc.jp/•

JSTの中の１つのセンター
2011（平成23年）年4月に設立•

生命科学分野のDBを使いやすくする！
（１）データベース研究開発戦略の立案（２）データベースの充実
府省間のデータベース統合
基盤技術開発
ファンディングプログラム（分野ごとにデータの統合を進めるため）（３）データの公開（ポータルサイトや関連サービスも含めて）（４）国際連携
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生命科学分野のDBに対する要望
3

NBDCのサービス

1. どんなDBがどこ(URLは？)にあるのか？
欲しいデータは既に誰かが作成、公開しているのでは？

①DBのカタログ

2. 複数のDB内を横断的に検索できないか？
DBごとに訪れて検索するのは手間
文献や特許など異なるDBを一括検索できれば②DBの一括検索

3. データセットを取得できないか？
③データの一括ダウンロード

インタフェースに囚われずに自由に使いたい手持ちのデータと組み合わせてみたい

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データを利用する際の問題点
3
ATGTGGC
CT・・・

3216549
87・・・・・・• どのようなデータが入っているのか？

多種多様なデータ
データフォーマットの標準化
データ項目の説明がばらばらor無 データの説明(メタデータ)の標準化• 求められるデータが入っているか？ データを集めるための仕組み
使いたいデータが見つからない・公的な研究には寄託を義務付け• どのように使って良いのか？

契約書

利用に際しての条件がばらばらだし、そもそもどこに書いてあるのか？
使用料とか？
利用条件の標準化and明示
・データ作成者の著作権表示
論文に引用してもいいのか？
・商用↔非商用
商用可能か？
・公開条件
データを使って新しくDBを・引用方法作成したら公開してもいいのか？
18

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3

再利用と共有を促進する仕組み

４種類のマークを組み合わせて６種類（+1）の利用条件を選択することができる

NBDCで使用
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CC-BY ジャパンクリエイティブ・コモンズ・ジャパン（http://creativecommons.jp/licenses/）19© 2017

統合データベース講習会 Licensed Under CC 表示 2.1 日本目次
1. 講習を始める前に
2. 生命科学系DBの概要
3. JSTとNBDC、データ共有の取り組みについて
4. 主なサービス(カタログ、一括検索、データの一括ダウンロード)の紹介
5. ヒトに関するデータ関連のサービス
6. その他のサービス例
7. おわりに20
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NBDCのポータルサイト

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4

DBのカタログ

DBの一括検索データの一括ダウンロード

分野ごとのDB統合

ポータルサイトへは「NBDC」で検索•40種類以上のサービス•

生命科学のDB関連•

登録不要（一部を除く）•無料•

どこからでも、誰でも21

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Integbioデータベースカタログ 概要4-1• 国内外の生命科学系DBの所在情報や説明情報を提供するカタログ
収録DB数：>1,600件（国内1,100件以上）①DBのカタログ• 20種類の記述項目
DB名、URL、運用機関名、生物種、説明など• DBをキーワード検索やカテゴリから探すことが可能
検索ボックス、絞込み機能• 記述項目がダウンロード可能
複製、改変などが可能なCC0ライセンスで配布
22
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Integbioデータベースカタログ 使い方
4-1

DBの一覧

・新着情報
・更新履歴
・ダウンロード
・関連リンク集一覧内の検索絞り込み

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生命科学データベース横断検索の特徴
4-2②DBの一括検索• 生命科学分野のコンテンツを対象にした検索システム
分子DBの中を文献や特許情報とあわせて一括検索できる
検索対象DB数：621件• 検索キーワードの日英相互翻訳
日英の辞書（京都大学
ライフサイエンス辞書）を搭載• 検索結果の絞込み機能
DBのカテゴリ、遺伝子名称• 類似キーワードの表示
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Googleと生命科学データベース横断検索
4-2

Googleで「マウス」と検索•欲しいのは表層ウェブ

DB

深層ウェブ

•

Google, Yahoo…
検索できない出てくるのは
公開Webの53.2％程度

安形輝,宮田洋輔,池内淳,上田修一
学術情報流通における深層ウェブの実態－ 機関リポジトリに収録された文献を用いた調査 －情報学会研究大会発表論文集 巻：2009 ページ：3740

ネズミの画像のライセンス
Togo picture gallery by DBCLS is Licensed
under a Creative Commons 表示 2.1 日本 (c)https://biosciencedbc.jp/

×意図したものと異なる×実は網羅的でもない
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生命科学データベース横断検索の検索対象一例（概数）
4-2

DBカテゴリDB数

主なDB蛋白質核酸酵素（共立出版）（1985～）、新着論文レビュー、文科省「ゲ ノム特定領域」報告書、各種実験プロトコル集
日本農芸化学会、日本生物物理学会、トーゴーの日シンポ
要旨、医学・薬学予稿集全文データベース
日本国特許公報（2004～2015）

文献

42

学会要旨

4

特許関連文書12

統合DBプロジェクト

100 生命科学DBアーカイブ、統合TV

用語解説

15 Gene Wiki、Proteopedia、Molecule of the Month

ゲノム・遺伝子・RNA76 EntrezGene、RefSeq、H-Invitational、FANTOM

遺伝子発現・転写制御

42 coxpressdb（共発現）タンパク質

59 UniProt、PIR、PDBj

CGED(がん組織発現）、DBTSS（転写開始部位）、パスウェイ・相互作用・
14 KEGG、ゲノムネットワークプロジェクト
生体反応
26
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横断検索インターフェース ~トップページ~
4-2
語句のサジェスト機能（入力語句を含む単語の提案）「データベース」か、「ヒット件数」を選択して“検索”上部ツールバーからのリンク
履歴※右隣の「設定」からCookieをONしたとき

ヘルプページ

DB一覧

モバイル版

英語版

クレジット

27
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生命科学データベース横断検索結果
4-2“インフルエンザ”で検索・キーワードを英語に変換して検索

外部サービスを使った関連情報へのリンク
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生命科学系データベースアーカイブ 概要
4-3③データの一括ダウンロード• 国内で作成されたDBを丸ごとダウンロードできるサービス
 収録DB数：133件• CSVやRDF形式でデータをダウンロード可能
 DBやデータについての説明（メタデータ）• データはCCライセンスで配布
 CC表示-継承ライセンス、利用許諾を統一して明確に

29
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生命科学系データベースアーカイブの収録DB
4-3

DBカテゴリ（対象）

DB数

DBカテゴリ（データの種類）DB数

ゲノム/遺伝子

30

表現型

7

遺伝的多様性9バイオリソース

10

cDNA/RNA33

オントロジー/用語

7

蛋白質

36

配列

49

化学物質/薬83D構造/化学構造

17

代謝物

9発現

25

細胞/オルガネラ

9相互作用/パスウェイ 13

個体/種

18

画像/動画

31

健康/疾患

19

書誌/ドキュメント

1930
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生命科学系データベースアーカイブ トップページ
4-3

３．簡易検索機能があるものを一括検索
４．BLASTによる配列相同性検索
５．画像を含むDB内を検索

１．表中の項目で検索

２．各項目によってソートできる31
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生命科学系データベースアーカイブ
4-3①「Open TG-Gates」で検索③DBの説明を確認（サムネールか名前をクリック）②利用許諾を確認④「ダウンロード」をクリック（詳細をクリック）

32
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生命科学系データベースアーカイブ 利用状況
4-3

33
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生命科学系データベースアーカイブ データ受け入れ
4-3•データを共有することが容易
利用許諾の標準テンプレートあり
DB/データセットごとの詳細なメタデータを付与
論文投稿時のデータ公開にも利用•データを長期、安定的に管理
NBDCでアーカイブ運営→独自のサイト管理は不要
担当者の異動やプロジェクト終了後のデータ公開が持続的に可能

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目次
1. 講習を始める前に2. 生命科学系DBの概要
3. JSTとNBDC、データ共有の取り組みについて
4. 主なサービス(カタログ、一括検索、データの一括ダウンロード)の紹介
5. ヒトに関するデータ関連のサービス
6. その他のサービス例
7. おわりに35
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5

NBDCヒトデータベース

基本方針：
・ヒトに関するあらゆるデータが対象
・二重に匿名化・データ提供／利用に関する審査はNBDCが実施
・社会的な理解や指針の変更に柔軟に対応
公開データ数：・非制限公開（オープン）
データ 14件
・制限公開データ 44件
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ゲノム医学DBに関するNBDCの取り組み
5

アクセス制限の必要なヒトに関するデータを収集・公開する仕組み

NGS解析生データが数多く収録されている

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NBDCヒトデータベース／データの種類
5

NBDC
ヒトデータベース

非制限公開データ（オープン）

制限公開データ（標準レベル[Type Ⅰ]セキュリティ）（ハイレベル[Type Ⅱ]セキュリティ）公開待機データ

ウェブサイト等から制限なく公開
・集団の統計値
・特定の個人由来では無い試料の解析結果

ヒトデータ審査委員会（NBDC）での審査に基づき利用可能・個人ごとの情報一定期間の後、制限公開データ等へ移動

匿名化
匿名化前・公開留保データ他

各プロジェクト・実施機関
38

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NBDCヒトデータベース／データ共有の仕組み

5

NBDC

NBDCヒトDB/提供者間の協議内容

策定・見直し運営委員会

・データの分類（非制限公開or制限公開）
・データの公開日
・データ利用時の制限事項、他

データ共有分科会③データ送付NBDCヒトデータ共有ガイドライン
NBDCヒトデータ取扱い
セキュリティガイドライン（メタ情報の提供、再度匿名化必要）

提供者
①申請

④ID付与
（論文等に利用可能）（インフォームド・コンセントおよび倫理審査でのデータ共有承認必要）②承認

ヒトデータ審査委員会
外部の有識者を含む審査機関

NBDCヒトデータベース

非制限公開データ(利用申請不要)

1 申請（データ利用についての倫理審査必要）

2 承認

制限公開データ≒JGA@DDBJ
3 アクセス

4 利用状況を報告（年1回および終了時）

利用者
https://biosciencedbc.jp/

39© 2017

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NBDCヒトデータベース／制限公開データの保護
5
標準レベル（Type I）セキュリティ
LAN内のサーバ上でのみ利用データのコピーの原則禁止
アクセスできる人の限定・管理
セキュリティに関するチェックリストの提出＋
入室管理

https://biosciencedbc.jp/ハイレベル（Type II）セキュリティ

40
ICにおける制限事項などによる© 2017

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目次
1. 講習を始める前に2. 生命科学系DBの概要
3. JSTとNBDC、データ共有の取り組みについて
4. 主なサービス(カタログ、一括検索、データの一括ダウンロード)の紹介
5. ヒトに関するデータ関連のサービス
6. その他のサービス例
7. おわりに41
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1. 講習を始める前に
2. 生命科学系DBの概要
3. JSTとNBDC、データ共有の取り組みについて
4. 主なサービス(カタログ、一括検索、データの一括ダウンロード)の紹介
5. ヒトに関するデータ関連のサービス
6. その他のサービス例
7. おわりに42
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7
文科省

農水省

4省によるDB統合

JSTバイオサイエンス
データベースセンター

http://integbio.jp/

産総研創薬分子プロファイリング研究センター

農業・食品産業技術総合研究機構

医薬基盤・健康・栄養研究所

経産省

厚労省
43

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まだまだ7 ある

データ共有に関する我が国の課題•

データ共有に関する国レベルのルール、ガイドライン欠如•

機微情報のDB化のための国レベルのルール、ガイドライン欠如•人員、予算の圧倒的な不足•

持続可能な体制、予算の仕組みの構築•

産出データの共有からプロジェクトの立案、実行時への貢献– データ生産者のデータ所有意識– 研究者へのインセンティブ付与の仕組み– パーソナルゲノム等の共有と保護のバランス– 国外からの利用への対応– AMEDとの連携– 欧米のDBセンターとの規模とは桁違い– ライフ分野のデータの特殊性、解析の複雑さ– バイオインフォマティクス人材の発掘、養成– データ量の爆発への対応– 新たな種類のデータへの対応（フォーマット、オントロジー、品質管理）

44
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サービス活用に関する情報提供のお願い745
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NBDCポータルサイト
https://biosciencedbc.jp/

46
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