SSBD:生命動態情報と細胞•発生画像情報の統合データベース	
遠里 由佳子，ホー ケネス，京田 耕司，大浪 修一	
理化学研究所 生命システム研究センター 発生動態研究チーム	

データベース開発の⽬目的

統合データベース  SSBD

顕微鏡画像を画像処理して得られる時空間情報を数値として含む定量データ（図1）は、生命現象を動的システムとして理解する上で重要である。
その定量データや、定量化が望まれる顕微鏡画像データ(図2)をメタ情報を含めて収集し、再利用しやすい形で共有するこは、既存の生命科学分野に生命動態研究が浸透するチャンスとなる。	

SSBD（Systems	  Science	  of	  Biological	  Dynamics）では、定量データや、画像データ、ソフトウェアツールを収集&公開している（図3）。定量データとそのメタ情報は、BDML (Kyoda et al.,Bioinformatics, 2015; ポスター46番参照）で統一的に記述されている(図4)。画像データとそのメタ情報は、OMEROシステムで管理されており、それらはブラウザ上で確認できる（図5)。	

1"nm

10"nm



100"nm

1"µm

10"µm

 100"µm 1"mm

two,photon

STED

TEM

 

confocalSEM

TIRF

PALM



左から順に	  (Brandner	  and	  Withers	  2010,	  CIL:	  12415,	  41488,	  38651,	  36148,	  41000,	  35161,	  36572(PD))	  メタ情報のRDF化

図2：細胞・発生研究で得られるさまざまな顕微鏡画像	

構成	
- 18,319 トリプル	
14 クラス	33 プロパティ	(Arjunan & Tomita 2010)(Kimura & Onami 2005)

C. elegans(Kyoda et al. 2013)

(Keller et al. 2010)

(Cronin et al. 2005)

(Bao et al. 2006)



図7：namespace 一覧	
PREFIX	  ssbd:	  <hTp://metadb.riken.jp/db/SSBD/>	  PREFIX	  obo:	  	  <hTp://purl.obolibrary.org/obo/>	  PREFIX	  bqbiol:	  <hTp://biomodels.net/biology-­‐qualiﬁers/>	  	  #	  マウスに関するすべてのリソースを検索する	  SELECT	  ?s	  ?desc FROM <hTp://metadb.riken.jp/db/SSBD> WHERE {	  ?s	  obo:RO_0002162	  obo:NCBITaxon_10090	  .	  #	  mouse	  ?s	  ssbd:descrip-on	  ?desc	  .	  
}	  	  #	  線虫の前核動態に関する計測で得られた定量データを検索する	
SELECT	  ?s	  ?desc FROM <hTp://metadb.riken.jp/db/SSBD> WHERE {	  ?s	  obo:RO_0002162	  obo:NCBITaxon_6239	  .	  #	  C.	  elegans	  ?s	  bqbiol:isVersionOf	  obo:GO_0035046	  .	  #	  pronuclear	  migra-on	  ?s	  ssbd:basedOn	  ?text	  FILTER	  regex(?text,	  ”measurement",	  "i")	  .	  	  ?s	  ssbd:descrip-on	  ?desc	  .	  
}	  (Keller et al. 2008)




図4:定量データの例	

図9：RIKEN meta database上のSSBDメタ情報	
Namespaces	  rdf:	  <hTp://www.w3.org/1999/02/22-­‐rdf-­‐syntax-­‐ns#>	  rdfs:	  <hTp://www.w3.org/2000/01/rdf-­‐schema#>	  owl:	  <hTp://www.w3.org/2002/07/owl#>	  xsd:	  <hTp://www.w3.org/2001/XMLSchema#>	  dc:	  <hTp://purl.org/dc/elements/1.1/>	  dct:	  <hTp://purl.org/dc/terms/>	  foaf:	  <hTp://xmlns.com/foaf/0.1/>	  vcard:	  <hTp://www.w3.org/2006/vcard/ns#>	  ma-­‐ont:	  <hTp://www.w3.org/ns/ma-­‐ont#>	  bqbiol:	  <hTp://biomodels.net/biology-­‐qualiﬁers/>	  sio:	  	  <hTp://seman-cscience.org/resource/>	  dcterms:	  <hTp://purl.org/dc/terms/>	  obo:	  	  <hTp://purl.obolibrary.org/obo/>	  ome:	  	  <hTps://www.openmicroscopy.org/Schemas/Documenta-on/Generated/
OME-­‐2015-­‐01/ome_xsd.html#>	  ssbd:	  <hTp://metadb.riken.jp/db/SSBD/>	  定量データのメタ情報	

C. elegans D. melanogaster ZebrafishC. elegans

利用している主なオントロジー/XML	- NCBITaxon	- GO: biological process	- GO: cellular component	- Ontology for Media Resources 1.0	- OME.xml	

図6：RDFスキーマ構造	

図3：SSBD データベース	

図5：OMERO	SSBDで公開している定量データと画像データセットのメタ情報を、RDFで記述し（図6, 7, 8)、RIKEN Meta database 上に公開した（図9) 。	

h#p://metadb.riken.jp/metadb/db/SSBD	 

C. elegansE. coli  BDML%

2013年9月公開を開始	



図1：顕微鏡画像（上段）と定量データ（下段）	


h#p://ssbd.qbic.riken.jp/	

現在、300以上のBDMLファイルが公開されている（表1)。公開した定量データは、ブラウザ上で多次元表示される（図4）。REST APIを用いることでダウンロードすることなく自由に解析できる。	
表1：登録されている定量データおよび画像データの一覧（□公開中、■公開予定）	
生物種	

動態	

種類	

文献	

#BDML	

#画像	ヒト	

赤血球＋血小板	 モデル	 Ii et al. 2012 and Matsumoto et al. 2014	

1	

マウス	

核	計測	

Bashar et al. 2012	

1	

マウス	

発現	計測	

Masumoto et al. 2010	

8	マウス	

核	計測	Kurotaki et al. 2007	

1	

ほ乳類	

ヌクレオソーム	

2,800	80	モデル	 Hirata et al. 2012	

1	ゼブラフィッシュ	 核	計測	

Keller et al. 2008	

7	

ショウジョウバエ	 核	計測	

Keller et al. 2010	

2	

ショウジョウバエ	 核	計測	

Supatto et al. 2009	

1	線虫	

核	計測	

Kyoda et al. 2013	

186	

線虫	

核	計測	

Bao et al. 2005	

2	線虫	

前核＋微小管	モデル	 Kimura & Onami 2005	

100	

線虫	

行動	

計測	

Cronin et al. 2005	

線虫	

前核＋核＋胚	計測	

Tohsato et al.	

1,592	

4,899	線虫	核	計測	

Kyoda et al.	

259	

360x66x259	

線虫	

発現	計測	

Sarov et al. 2012	

273	

細胞性粘菌	

一分子	計測	Jin et al. 2015	

1	大腸菌	

一分子	モデル	 Arjunan & Tomita 2010	

1	

図8：SPARQLクエリ例	
画像データセットのメタ情報	

180x66x186	

11	1,800	ImageJ  連携環境の強化へ
SSBDに登録された画像をImageJに直接読むことができるImageJプラグインや、BDMLファイルの可視化や解析などのソフトウェアツールの開発＆公開を進めている	  (図9)。 	

!

SSBD

SSBD3OMERO.insight3ij

ROI  

& ROI2BDML 

BDML!4D!viewer!
Phenochar

図10：ImageJ連携に関わるソフトウェアツール	
謝辞：SSBD-­‐RDFの実現において、助言いただいた桝谷氏（理研BRC）と、助力いただいた戀津氏（理研ACCC）に感謝します。	  
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