平 成 27 年 度

研究開発実施報告書

ライフサイエンスデータベース統合推進事業（統合化推進プログラム）
研究代表者

桝屋 啓志
理化学研究所 バイオリソースセンター
マウス表現型知識化研究開発ユニット
ユニットリーダー「生命と環境のフェノーム統合データベース」

1§１．研究実施体制（１）代表者グループ① 研究代表者： 桝屋 啓志 （理化学研究所バイオリソースセンター マウス表現型知識化研
究開発ユニット ユニットリーダー）
②

研究項目
・

【提供データ拡充】提供するフェノーム情報の質と量の拡大

・【データ収集技術】生物学者向けの表現型データ入力システム開発

・【データ活用技術】モデル生物表現型と疾患との関連づけと可視化

2§２．研究実施内容(1) 通期及び本年度の研究開発計画と達成目標【提供データ拡充】提供するフェノーム情報の質と量の拡大＜通期目標＞
各コミュニティの表現型データベースから「分子表現型」600 系統、「単純表現型」1600 系統、をリンク作成用参考データとしての「複合表現型」17000 疾患のデータを収集し、NBDC の各プロジ
ェクトと連携できるような RDF とした上で、標準化・統合化・体系化して公開する。
＜本年度達成目標＞
1）データ導入ワークフロー、オントロジーマッピングデータの作成：
・メダカ表現型の新規アノテーション、・セブラフィッシュジーントラップのゲノム挿入部位、・国際マウス表現型解析コンソーシアム（International Mouse Phenotyping Consortium:IMPC）の網羅的表現型データ
2) データ RDF 化と公開：H26 年度に収集した下記のデータを RDF として公開する
・マウス Cre ドライバー系統、・ゼブラフィッシュの Gene Trap 系統遺伝子発現情報、・マウス網羅的表現型解析データ、・ラット表現型解析データ、
・メダカ表現型、・第 1 期マウス系統表現型データ、
・第 1 期細胞株表現型データ、・第 1 期微生物株データ【データ収集技術】生物学者向けの表現型データ入力システム開発＜通期目標＞
一般研究者から直接表現型データ登録を受け付けるシステムとして、今後爆発的に増加すると見込まれる「ゲノム編集技術」による多様な生物の変異体の表現型を主な収集するシステムを開発する。
＜本年度達成目標＞プロトタイプの作成【データ活用技術】モデル生物表現型と疾患との関連づけと可視化＜通期目標＞
器官組織、形質、遺伝子の相同性を通じて、ヒト疾患（複合表現型）と、モデル生物の表現型（単純表現型の組み合わせ）の生物学的対応が、より高い信頼性をもって評価できるような関連化および可視化を行う。
＜本年度達成目標＞プロトタイプの作成(2) 本年度の研究開発進捗状況【提供データ拡充】提供するフェノーム情報の質と量の拡大
平成 27 年度は下記のデータの RDF 化および公開を行った。RDF データ公開の基盤には、理研メタデータベース（http://metadb.riken.jp/metadb/front）を用いた。本データベースを用いることで、RDF ファイル公開、SPARQL エンドポイントの公開、Web によるデータ閲覧が可能となった。当初の計画になかった国際コンソーシアムのマウス網羅的表現型データの提供を受けたことで、公開データは、表現型データとして 120 万を超え、「表現型ビッグデータ」と呼べる規模となっている。一方で、データ提供者との協議調整等で一部のデータが未公開となっている。
3

＜公開済み＞表現型データポイント数

総トリプル数

http://metadb.riken.jp/meta
db/db/NBRP_medaka
http://metadb.riken.jp/meta
db/db/Glycomics_mouse581

12,26891

1,462

http://metadb.riken.jp/meta
db/db/IMPC_RDF

1,225,386

53,907,630

http://metadb.riken.jp/meta
db/db/rikenbrc_mouse
http://metadb.riken.jp/meta
db/db/rikenbrc_cell
http://metadb.riken.jp/meta
db/db/rikenbrc_jcm_microbe

13,066

518,061

6,170

195,055-

483,057

1,245,294

55,117,533

表現型データ
ポイント数

総トリプル数

25,965

289,606

2,130

23,936

1,383

39,7173,279

43,680684

2,376

31,311

375,379

カテゴリ

データベース

URL

単純表現型
単純表現型

NBRP メダカ表現型メタデータ
JCGGDB: ノックアウトマウ
スを用いた機能糖鎖科学データベースのメタデータ
国際マウス表現型解析コンソーシアム（IMPC）の網羅的表現型データ
BRC マウスリソース表現型
メタデータ
BRC 細胞リソースメタデータ

単純表現型
第 1 期データ
第 1 期データ
第 1 期データ
小計

JCM 微生物リソースメタデータ

＜未公開＞
カテゴリ

データベース

ステータス

単純表現型

NBRP ラット表現型メタデータ

単純表現型

遺伝研 マウス表現型デー
タベースメタデータ
遺伝研 ゼブラフィッシュ表
現型データ
マウス Cre ドライバー系統マーカー遺伝子の発現情報
厚生労働省指定難病と難病
オントロジーORDO との関連 性 デ ー タ （ rear-disease
vocabulary in Japanese）

データ公開のライセンスに関して最終調整中（2016 年 5 月に調整終了）
スキーマの最終調整中（2016年 5 月に調整終了）
データスキーマ関して遺伝研と協議中
データスキーマ関して熊本大学と協議中
訳語の調整中

分子表現型
分子表現型
複合表現型

小計（見込み）【データ収集技術】生物学者向けの表現型データ入力システム開発

プロトタイプの開発を行った。予め用意しておいた語彙（オントロジー）を画面遷移に沿って選んで行くことで、対象のゲノム改変生物、およびその表現型について、本プロジェクトで設計したデータスキーマに準拠し、かつ適切なオントロジーでアノテーションされた RDF が生成される。昨年度
計画では、早期に開発を進行させ、プロトタイプをゲノム編集コンソーシアムに限定公開する予定であったが、プロトタイプ開発の開発終了にとどまった。平成 28 年度の開発で評価と拡張を行い、最終バージョンとする予定である。
【データ活用技術】モデル生物表現型と疾患との関連づけと可視化
平成 27 年度は、各種データの連結の検証作業と、Web アプリケーションのプロトタイプ開発を行4

った。本アプリケーションでは、UberPheno オントロジーのリンクを通じて、疾患語彙と関連する表現型を示すモデル生物（マウス、ラット、メダカ等）を検索することができる。下記の機能を備える。
1.

ヒト疾患名を記入して、疾患モデル動物の候補を検索する機能

図 1 『パーキンソン病』の疾患モデル動物候補となる系統－ノックアウトマウスを検索した例
2.

遺伝子オルソログデータを元にヒト疾患研究のモデル動物の候補を検索する機能

3.

部位名から、関係するヒト疾患研究のモデル動物の候補を検索する機能

5§３．成果発表等（３－１） 原著論文発表①

発行済論文数（国内（和文） 0 件、国際（欧文）3 件）②

未発行論文数（国内（和文） 0 件、国際 （欧文）0 件）③

論文詳細情報1. Karp N A, Meehan T F, Morgan H, Mason J C, Blake A, Kurbatova N, Smedley D,Jacobsen J, Mott R F, Iyer V, Matthews P, Melvin D G, Wells S, Flenniken A M,Masuya H, Wakana S, White J K, Lloyd K C K, Reynolds C L, Paylor R, West D
B, Svenson K L, Chesler E J, de Angelis M H, Tocchini-Valentini G P, Sorg T,Herault Y, Parkinson H, Mallon A M, Brown S D M, “Applying the ARRIVE
Guidelines to an In Vivo Database” PLOS Biology, 13, e1002151, 2015
(DOI:10.1371/journal.pbio.1002151)
2. Maier H, Schütt C, Steinkamp R, Hurt A, Schneltzer E, Gormanns P, Lengger C,Griffiths M, Melvin D, Agrawal N, Alcantara R, Evans A, Gannon D, Holroyd S,Kipp C, Raj NP, Richardson D, LeBlanc S, Vasseur L, Masuya H, Kobayashi K,Suzuki T, Tanaka N, Wakana S, Walling A, Clary D, Gallegos J, Fuchs H, deAngelis MH, Gailus-Durner V, Principles and application of LIMS in mouse clinics,Mammalian Genome, 26, 467-481, 2015 (DOI 10.1007/s00335-015-9586-7)
3. Kimura M, Ichimura S, Sasaki K, Masuya H, Suzuki T, Wakana S, Ikegawa S,
Furuichi T, Endoplasmic reticulum stress-mediated apoptosis contributes to askeletal dysplasia resembling platyspondylic lethal skeletal dysplasia, Torrancetype, in a novel Col2a1 mutant mouse line, Biochemical and Biophysical ResearchCommunications, 468, 86-91, 2015 (doi:10.1016/j.bbrc.2015.10.160)（３―２）データベースおよびウェブツール等の構築と公開
別紙１参照。
（３－３） その他の著作物（総説、書籍など）
該当なし（３－４） 国際学会および国内学会発表① 招待講演（国内 0 件、国際 2 件）

〈国内〉
該当なし
〈国際〉
１． Masuya H、Informational technologies for data sharing in biology、The Fourth Sino-Japan
Short Summer Course、Nanjing, China、July 28
２． Masuya H, Development of an integrated phenotype database of experimental animals,Incheon, Korea, August 126②口頭講演（国内 1 件、国際 1 件）

〈国内〉
１． 桝屋啓志、髙山英紀、古崎晃司、今井健、大江和彦、溝口理一郎、生物表現型情報と、疾患情報をつなげるデータベース、2015 年度 人工知能学会全国大会、函館、5 月 30
日〈国際〉
１． Masuya H, Takatsuki T, Saito M, Mori H, Kawashima S, Data coordination of
bio-resources related information using resource description framework technology, The
7th ANRRC International Meeting, Incheon, Korea, September 18
ポスター発表 （国内 9 件、国際 4 件）③

〈国内〉
１． 高月照江、矢田有加里、斎藤実香子、高田豊行、真下知士、成瀬清、若菜茂晴、田中信
彦、桝屋啓志、生物種を超えた表現型情報統合のためのデータ作成、第 62 回日本実験動物学会総会、京都、5 月 28 日
２． 廣田和之、小澤恵代、桝屋啓志、田村勝、若菜茂晴, 日本マウスクリニックにおける骨形態評価の国際標準化への取り組み, 第 62 回日本実験動物学会総会, 京都テルサ, 5 月28 日
３． 三浦郁生、篠木晶子、臼田大輝、鈴木智広、金田秀貴、古瀬民生、小林喜美男、山田郁子、田村勝、桝屋啓志、若菜茂晴, C57BL/6 亜系統間を検出可能な SNPs マーカーセッ
トの構築, 第 62 回日本実験動物学会総会, 京都テルサ, 5 月 29 日
４． 桝屋啓志, セマンティック Web 技術を用いたバイオリソースデータの標準化と整備, 第 1回理化学研究所・産業技術総合研究所 共同シンポジウム, 産業技術総合研究所 臨海副都心センター, 6 月 29 日
５． 桝屋啓志、高月照江、齋藤実香子、髙山英紀、大島和也、大城望、田中信彦, モデル生
物の表現型統合データベースの作成に向けて, 第 29 回モロシヌス研究会, かんぽの宿有馬, 7 月 3 日
６． 高月照江、齋藤実香子、大島和也、高山英紀、金子裕代、成瀬清、若菜茂晴、田中信彦、
桝屋啓志, 表現型情報統合のためのデータ作成, トーゴ―の日シンポジウム 2015, 東京大学弥生講堂, 10 月 6 日
７． 高月照江、齋藤実香子、大島和也、高山英紀、金子裕代、成瀬清、若菜茂晴、田中信彦、
桝屋啓志, 表現型情報統合データベースのためのデータ作成, BMB2015, 神戸ポートアイランド, 12 月 3 日
８． 田中信彦、土岐秀明、鈴木智広、金田秀貴、三浦郁生、山田郁子、古瀬民生、小林喜美
男、井上麻紀、美野輪治、若菜茂晴、桝屋啓志, 表現型の異常を高感度で検出する統計解析ワークフローの開発, BMB2015, 神戸ポートアイランド, 12 月 3 日
９． 桝屋啓志、小林紀郎, 生物表現型ビッグデータの形成に向けて：セマンティック Web 技術を用いた表現型データの統合, 第 2 回理化学研究所・産業技術総合研究所 共同シ
7ンポジウム, 産業技術総合研究所つくばセンター , 2 月 2 日〈国際〉
１． Masuya H, Takatsuki T, Saito M, Lents K, Takayama E, Ohshima K, Tanaka N, Naruse K,Takada T, Kuramoto T, Wakana S, Kobayashi N, Development of Semantic Web/RDF
based integrated database of experimental animals, 29th International Mammalian Genome
Conference, Yokohama, Japan, November 9
２． Tanaka N, Masuya H, Exploring of novel mouse models for human disease withcomprehensive mouse phenotyping data, 29th International Mammalian Genome
Conference, Yokohama, Japan, November 9
３． Masuya H, Takatsuki T, Saito M, Takayama E, Ohshima K, Ohshiro N, Lenz K, Tanaka N,Mori H, Kawashima S, Kobayashi N, RDF-based data sharing of bio-resource related
information, SWAT4LS International Conference, Cambridge, England, December 8
４． Kobayashi N, Lenz K, Masuya H, RIKEN Meta Database: a life-science metadata
database based on the Semantic Web, SWAT4LS International Conference, Cambridge,England, December 8（３－５ 知的財産権の出願該当なし（３－６） 受賞・報道等該当なし§４．研究開発期間中に主催した活動（主催したワークショップ等）
年月日

名称

場所

2015 年 4 月 17日
2015 年 4 月 8日
2015 年 4 月 20日
2015 年 4 月 21日
2015 年 4 月 27日
2015 年 5 月 11日
2015 年 5 月 18日
2015 年 5 月 19
日

チーム内ミーティン
グ（非公開）
研究打ち合わせ（非公開）
表現型データベー
ス勉強会（非公開）
研究打ち合わせ（非公開）
チーム内ミーティン
グ（非公開）
研究打ち合わせ（非公開）
表現型データベー
ス勉強会（非公開）
研究打ち合わせ（非公開）

理研筑波研究所
研究棟 121 室
理研情報基盤センター
理研筑波研究所
研究棟 121 室
理研情報基盤センター
理研筑波研究所
研究棟 121 室
Jackson 研究所（米国）
理研筑波研究所
研究棟 121 室
広島大学

8参加
人数
6人
3人
5人
3人
6人
5人
5人
2人

概要
研究進捗報告のためのミーティング
理研内 RDF データ基盤との擦り合わせ
Rat Genome
Database (RGD)
理研内 RDF データ基盤との擦り合わせ研究進捗報告のためのミーティング
MGI データの RDF 化に関する打ち合わせ
IMPC データの統計解
析方法について
ゲノム編集データのRDF 化に関する打ち合わせ2015 年 5 月 20日
2015 年 6 月 3日
2015 年 6 月 8日
2015 年 6 月 30
日2015 年 7 月 1日
2015 年 7 月 13日
2015 年 7 月 17
日

チーム内ミーティン
グ（非公開）
チーム内ミーティン
グ（非公開）
表現型データベー
ス勉強会（非公開）
表現型データベー
ス勉強会（非公開）
チーム内ミーティン
グ（非公開）
表現型データベー
ス勉強会（非公開）
研究打ち合わせ（非公開）

理研筑波研究所
研究棟 121 室
理研筑波研究所
研究棟 121 室
理研筑波研究所
研究棟 121 室
理研筑波研究所
研究棟 121 室
理研筑波研究所
研究棟 121 室
理研筑波研究所
研究棟 121 室
理研バイオリソー
スセンター

5人2015 年 7 月 21日2015 年 7 月 22
日

チーム内ミーティン
グ（非公開）
研究打ち合わせ（非公開）

理研筑波研究所
研究棟 121 室
東京工業大学6人

2015 年 8 月 5日
2015 年 8 月 11日

チーム内ミーティン
グ（非公開）
研究打ち合わせ（非公開）

理研筑波研究所
研究棟 121 室
Seoul National
University (韓国)

6人2015 年 9 月 7日
2015 年 9 月 9日
2015 年 9 月 11日

表現型データベー
ス勉強会（非公開）
チーム内ミーティン
グ（非公開）ANRRC の IT に関する打ち合わせ

理研筑波研究所
研究棟 121 室
理研筑波研究所
研究棟 121 室
Incheon （韓国）

5人2015 年 9 月 24日

研究打ち合わせ（非公開）

東北大学医学部

5人

2015 年 9 月 28日
2015 年 9 月 1日
2015 年 10 月 7日
2015 年 10 月 16日

表現型データベー
ス勉強会（非公開）
研究打ち合わせ（非公開）
チーム内ミーティン
グ（非公開）
研究打ち合わせ（非公開）

理研筑波研究所
研究棟 121 室
理研情報基盤センター
理研筑波研究所
研究棟 121 室
理研横浜研究所5人

2015 年 10 月 19日2015 年 10 月 22日

表現型データベー
ス勉強会（非公開）
理研データベース
基盤に関する意見

理研筑波研究所
研究棟 121 室
理研情報基盤センター

5人

97人
5人
5人
6人
5人
4人

4人

4人

7人
6人

3人
6人
3人

6人

研究進捗報告のためのミーティング
研究進捗報告のための
ミーティングWeb Ontology
Language (OWL)
RDF 作成ツールの利用
研究進捗報告のための
ミーティング
統計解析環境 R
中国科学院との微生物
RDF に関する打ち合
わせ
研究進捗報告のための
ミーティング
中国科学院、東工大、DBCLS との微生物
RDF に関する打ち合
わせ
研究進捗報告のための
ミーティング
Korean Mouse
Phenotyping
Consortium との連携に関する打ち合わせ
SQL の初歩
研究進捗報告のためのミーティング
アジアにおけるバイオリソース情報の標準化に関する意見交換
マウス表現型及び、疾患語彙の共通利用に関する意見交換
JCM のデータの詳細
解説
理研内 RDF データ基盤との打ち合わせ
研究進捗報告のためのミーティング
理研内 RDF データ基盤を用いた情報統合に関する打ち合わせ
IMPC ウェブサイトのデータの詳細解説
理研内データベース基盤における RDF の利2015 年 11 月 4日
2015 年 11 月 6日
2015 年 12 月 11日

交換
チーム内ミーティン
グ（非公開）
研究打ち合わせ（非公開）
IMPC データ連携
打ち合わせ2016 年 1 月 8日

SBI とのデータ連携
打ち合わせ2016 年 1 月 13日
2015 年 1 月 25日
2016 年 2 月 9日
2015 年 2 月 22日
2015 年 3 月 1日
2015 年 3 月 7日
2016 年 3 月 22日

チーム内ミーティン
グ（非公開）
表現型データベー
ス勉強会（非公開）
チーム内ミーティン
グ（非公開）
表現型データベー
ス勉強会（非公開）
細胞データベース
打ち合わせ
表現型データベー
ス勉強会（非公開）
チーム内ミーティン
グ（非公開）

理研筑波研究所
研究棟 121 室
慶応大学

6人

European
Bioinformatics
Institute (EBI)
システム・バイオロジー研究機構（東京）
理研筑波研究所
研究棟 121 室
理研筑波研究所
研究棟 121 室
理研筑波研究所
研究棟 121 室
理研筑波研究所
研究棟 121 室
慶応大学

5人

理研筑波研究所
研究棟 121 室
理研筑波研究所
研究棟 121 室

5人

3人

4人

6人
4人
6人
4人
8人

5人

点に関する意見交換
研究進捗報告のためのミーティング
AMED-IRUD との連携に関する意見交換
IMPC との RDF 連携に関する打ち合わせ
RDF を用いた、データ連携及び利用に関する意見交換、打ち合わせ
研究進捗報告のためのミーティング
非生物学者のための遺伝学解説
研究進捗報告のためのミーティング
MySQL の初歩
培養細胞のデータ共有に関する意見交換
統計解析の初歩
研究進捗報告のためのミーティング

以上10別紙１ 既公開のデータベース・ウェブツール等
No.

状態

1 新規2 新規研究開発課題名

生命と環境のフェノーム統合データベース

生命と環境のフェノーム統合データベース

データベース、ウェブツー
ル等の名称

概要
（150字程度）

URL

公開開始日

生物遺伝材料としてのマウス系統を収録したデータベースです。系統
2015年6月1日
BRC マウスリソース表現型メ の持つ遺伝子の変異や表現型が公共データやオントロジーにリンク
http://metadb.riken.jp/db/rik
タデータ（ベータ版）
されています。ここに登録されているマウス系統は、理研バイオリソー
enbrc_mouse
スセンターより提供されています。

BRC細胞リソース特性メタデータ（ベータ版）

本DBは、生物遺伝材料としての培養細胞株を収録しています。ヒトや
2015年6月1日
マウス等の哺乳類をはじめ様々な生物種にわたる、多種の細胞株をhttp://metadb.riken.jp/db/rik
公開しています。ここに登録されている細胞株は、理研バイオリソー
enbrc_cell
スセンターより提供されています。
本DBは、生物遺伝材料としての微生物株を収録しています。様々な
2015年6月1日
種の微生物について、株としての情報を特性や表現型情報を含めてhttp://metadb.riken.jp/db/rik提供しています。ここに登録されている微生物株は、理研バイオリ
enbrc_jcm_microbe
ソースセンターより提供されています。

3 新規

生命と環境のフェノーム統合データベース

JCM微生物リソース特性メタデータ（ベータ版）

4 新規

生命と環境のフェノーム統合データベース

文献キュレーションによって収集したシロイヌナズナフェノーム情報お http://jphenome.info/?page_id 2015年6月1日
シロイヌナズナフェノームデー よび理研内で開発されたシロイヌナズナのバイリソース（変異体）の =95
タベース
フェノームを統合しました。
J-phenome

5 新規

生命と環境のフェノーム統合データベース

6 新規

生命と環境のフェノーム統合データベース
生命と環境のフェノーム統合データベース

7 新規
生命と環境のフェノーム統
8 新規 合データベース

本サイトは、遺伝子の多様性の結果として現れる生命の表現型情報 http://jphenome.info
2015年5月15日
を、モデル動物（マウス、ラット、ゼブラフィッシュ、メダカ）、ゲノム編集研究など、幅広い研究コミュニティから収集し、研究分野の垣根を超えて標準化・統合化・体系化して公開するデータベースへのリンクするポータルサイトです。
NBRPメダカ表現型メタデータ 生物学、医学、食糧、環境に関する研究および技術開発に用いられ http://metadb.riken.jp/metad 2015年7月16日
るメダカ系統の持つ遺伝子の変異や表現型が公共データやオントロ b/db/NBRP_medaka
ジーにリンクされて整理されています。ここに登録されているマウス系
統は、NBRPプロジェクト（基礎生物学研究所）より提供されています。
JCGGDB: ノックアウトマウス 本データは、日本糖鎖科学統合データベース（JCGGDB）の一部であ http://metadb.riken.jp/metad 2015年10月1日
を用いた機能糖鎖科学データ る「ノックアウトマウスを用いた機能糖鎖科学データベース」のRDFメ b/db/Glycomics_mouse
ベースのメタデータ
タデータ（オントロジーや公共データでアノテーションした情報共有のためのデータ）です。
IMPC RDFデータ

国際マウス表現型解析コンソーシアム（International Mouse
Phenotyping Consortium: IMPC）の網羅的表現型データ

http://metadb.riken.jp/metad 2015年10月14日
b/db/IMPC_RDF

関連論文（論文リストに記載があれば、その番号でも可）