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
研究開発課題「生命動態システム科学のデータベースの統合化」

研究開発終了報告書

研究開発期間： 平成24年5月～平成27年3月

研究代表者：大浪修一（（独）理化学研究所 生命システム研究センター、
チームリーダー）©2015 大浪 修一(理化学研究所) licensed under CC 表示 2.1 日本- １ -§１ 研究開発実施の概要（１）実施概要
生命動態システム科学は「生命を動的システムとして理解し、操作する生命科学」であり、新たな生命科学の潮流として、２１世紀の科学全体への大きな影響が期待されている。当分野では、様々な摂動条件下の生命現象の動態の時空間計測データや、様々なパラメータにおける生命現象の時
空間動態のシミュレーション結果のデータ等の、生命動態についての時空間定量データが解析の主役である。そのため、このような従来とは異なる様式の生命科学のデータが当分野の特徴的なデータとして近年大量に生産されはじめている。生命動態システム科学は新興分野であるため、本研
究課題の開始時に公開されていたデータベースの数は多くなかった。そのため、データベースが乱立する前に統合化の体制と仕組みを構築し、将来にわたり当分野の全てのデータベースの開発がその統合化の体制と仕組みの下で行われるような状況を構築することが可能であると考えられた。そこで本研究課題では、将来にわたり我が国の生命動態システム科学分野の全てのデータベースを統合する体制と仕組みの構築を目指した。また、この体制と仕組みの下での、本研究課題の期間内に公開されている我が国の当分野の全てのデータベースの統合を目指した。
我が国の生命動態システム科学の全てのデータベースを統合するためには、当分野の研究者コミュニティーとの強い連携が必要である。そこで、本研究課題の実施期間中に当分野に対して我が国で実施されている３つの推進策（理化学研究所生命システム研究センター、科学技術振興機構
CREST「生命動態の理解と制御のための基盤技術の創出」およびさきがけ「細胞機能の構成的な理解と制御」、文部科学省「生命動態システム科学推進拠点」）の中核的な研究者により構成される
プロジェクト・グループを組織した。これにより、研究者コミュニティーとの強い連携の下で当分野のデータベースの統合を進める体制が整った。
生命動態システム科学では、様々な生命現象の動態についての時空間定量データの公開が進んでいる。しかし、各データは生産した研究プロジェクト独自のデータ形式で記述されている場合が多く、データやデータを活用するツールの再利用の大きな障害になっていた。そこで、我々は、一分子から細胞、個体、集団までの動態や遺伝子発現動態などの、多種多様な生命現象の動態の時空間定量データを記述できるデータ形式 BDML (Biological Dynamics Markup Language)を開発した。更に、時空間情報を持つオミクスデータの記述に特化した OmicsBDML も開発した。生命動態システム科学の発展を加速するためには、解析の主役となる生命現象の時空間定量データと、時空間定量データのオリジナルデータである画像データ、および、可視化や解析を行うデータ活用ツールの利用性を高めることが効果的である。そこで、BDML/OmicsBDML 形式で記述した生命動
態の時空間定量データと、それらの計測に使用した画像データ、BDML/OmicsBDML に対応した
データ活用ツール群を統一的に管理し公開する生命動態システム科学の統合データベース SSBD
（Systems Science of Biological Dynamics）を構築し公開した。これらにより、当分野のデータベース統合の仕組みが整った。
我が国の生命動態システム科学の全てのデータベースの統合を目指して、プロジェクト・グループの助言を受けながら、BDML/OmicsBDML を用いて、生命動態システム科学のデータベースを
SSBD に統合した。本研究課題の終了時点で、我が国の当分野の全ての公開済みのデータと、公開済みの国外の主要な当分野のデータを SSBD に登録し公開した（データ件数：318 件、要素数：
64,216,116 component 、画像データ件数：2,213,249 件）。また、論文投稿中等の理由で非公開であるデータの SSBD への登録も行った（データ件数：1,878 件、要素数：7,817,216 component、
画像データ件数：6,154,288 件）。これらの非公開データについては、論文発表等、各データ生産者の条件が整い次第速やかにデータを SSBD より公開する予定である。
SSBD が生命動態システム科学の研究に活用されるためには、可視化や解析等 SSBD を活用する様々なツールを整備する必要がある。そこで、SSBD を活用するツールの開発を行った。SSBD に登録された情報を直接利用するクライアントアプリケーションの開発を可能にする RESTful API や、
BDML で記述されたデータを ImageJ 上で可視化するためのプラグイン BDML4DViewer、
BDML で記述されたデータから表現型の特徴を抽出するためのツール phenochar、SSBD に登録された動画像を ImageJ に読み込むためのプラグイン SSBD-OMERO.insight-ij をそれぞれ開発- ２ -し公開した。
（２）研究開発成果のデータベース等
別紙に記載。

§２．研究開発構想（および構想計画に対する達成状況）（１）当初の研究開発構想
生命動態システム科学は「生命を動的システムとして理解し、操作する生命科学」であり、新たな生命科学の潮流として、２１世紀の科学全体に大きな影響を与えることが期待されている。生命動態システム科学では、複雑な生命現象の動態を時空間情報を有する形で定量計測し、数理モデリングをもとに in silico（計算機上）と in vitro（試験管内）で再構成し、生命現象の予測、制御、設計を可能にすることを目指す。様々な摂動条件下の生命現象の動態の時空間計測データや、様々なパラメータにおける生命現象の時空間動態のシミュレーション結果のデータ等、生命動態についての時
空間定量データが当分野の解析の主役である。そのため、このような従来とは異なる様式の生命科
学のデータが当分野の特徴的なデータとして近年大量に生産されはじめている。
生命動態システム科学は新興分野であるため、現時点で公開・運用されているデータベースの数は少ない。そのため、当分野に関しては、データベースが乱立する前に統合化の体制と仕組みを構築し、将来にわたり当分野の全てのデータベースの開発がその統合化の体制と仕組みの下で行われるような状況を構築することが可能である。そこで本研究課題では、将来にわたり我が国の生命動態システム科学分野の全てのデータベースを統合する体制と仕組みの構築を目指した。また、この体制と仕組みの下で、本研究課題の期間に存在する我が国の当分野の全てのデータベースの統合を目指した。
生命動態システム科学研究は文部科学省ライフサイエンス委員会の報告に基づき、理化学研究
所生命システム研究センター（理研 QBiC）を基盤に、オールジャパン的な推進が展開されている。
一方、同委員会からの報告に基づき、当分野を推進する目的で、科学技術振興機構（JST）の研究
課題として平成 23 年度からさきがけの研究領域「細胞機能の構成的な理解と制御」（さきがけ 細胞構成）が開始され、平成 24 年度から CREST の研究領域「生命動態の理解と制御のための基盤技術の創出」（CREST 生命動態）が開始された。本研究課題の実施期間中は、我が国の生命動態シ
ステム科学は、この二つの推進策を中心に推進されると想定されたため、本研究課題では、この二つの推進策の研究グループと密に連携し、オールジャパンのデータベースの統合を目指した。具体的には下記の研究項目を順次行うことを計画した。
1. 生命動態システム科学研究におけるデータベース統合の体制と仕組みの構築
生命動態システム科学研究における我が国の全てのデータベースを統合する体制と仕組みを構築する。データベース統合の体制として、理研 QBiC、CREST 生命動態、さきがけ細胞構成などの研究者の中で、大規模なデータの収集が見込まれる研究者、およびデータベース統合に関心を持つ研究者を招聘してプロジェクト・グループを構築する。プロジェクト・グループからの助言を受けながら、データベース統合の仕組みを構築する。
2. 理研 QBiC 内のデータの統合
1.で決定したデータベース統合に向けての体制と仕組みに従い、理研 QBiC 内のデータの統合を実施する。先ずは、大浪の研究室の「全ての胚発生必須遺伝子に対する遺伝子機能破壊条
件下での線虫 C. elegans の 4 次元細胞分裂ダイナミクスデータ」および「全ての胚致死遺伝子に対する RNAi 条件下での線虫 C. elegans の 2 次元タイムラプス細胞分裂ダイナミクスデータ」を対象に、データの統合を行う。具体的な作業を行うことにより、データの統合に伴う予想外の問題の洗い出しと解決を行い、統合化に向けての体制と仕組みを強化する。次に、QBiC 内の他の研究室のデータを統合する。

- ３ -3. 理研 QBiC 外のデータの統合
2.で強化された統合化の体制と仕組みに従い、CREST 生命動態、さきがけ細胞構成等の研究室、研究課題の中で構築される大規模なデータベースを統合する。統合するデータベースの選定
やスケジューリングは、プロジェクト・グループで議論し決定する。理研 QBiC 外のデータの統合に伴う予想外の問題の洗い出しと解決を行い、本研究課題の終了後も、当分野のデータベースが持続的に統合される体制と仕組みを構築する。
（２）新たに追加・修正など変更した研究開発構想
当初計画の各研究項目について、下記の内容について変更した。また、 研究項目 4.を追加した。
1. 生命動態システム科学研究におけるデータベース統合の体制と仕組みの構築
平成 24 年度の後半に、我が国の生命動態システム科学の新たな推進策として、文部科学省「生命動態システム科学推進拠点」（推進拠点）が設置された。その結果、本研究課題の実施期間における、我が国の生命動態システム科学の推進は、理研 QBiC、CREST 生命動態、さきがけ細胞構成、推進拠点の３推進策により実施されることとなった。そのため、プロジェクト・グループの構成員をこれらの３推進策の中核的な研究者で構成するように当初の計画を変更した。
2. 理研 QBiC 内のデータの統合
特に変更無し。
3. 理研 QBiC 外のデータの統合
本研究開発の構想は、国外の生命動態システム科学の多くの研究者からも高い評価を受け、連携についての打診を受けた。そこで、将来の生命動態システム科学のデータベースの全世界的な統合に向けての基盤作りを目的として、国外の当分野の主要なデータベースの統合も本研究課題の中で実施するように当初の計画を変更した。
4. 統合データベースを活用するツール群の開発
本研究課題で構築した統合データベースが、生命動態システム科学分野および関連分野で効果的に活用されるためには、データの可視化や解析のツールの充実が必要である。そこで、デー
タ活用のためのツール群の開発と公開を当初計画に追加した。

（３）達成状況
細い黒点線が当初計画、太い黒実線が実際の実施状況
H24 年度

研究項目

H25 年度

H26 年度

変更点

１．生命動態システム科学研究におけるデー
タベース統合の体制と仕組みの構築
・プロジェクト・グループの構築
・データベース統合の仕組みの構築

・予定通り
・予定通り

２．理研 QBiC 内のデータの統合・大浪研究室のデータの統合・大浪研究室以外のデータの統合

・予定通り
・予定通り

- ４ -

３．理研 QBiC 外のデータの統合
・国内のデータの統合
・国外のデータの統合

・早期に開始・追加

４．統合データベースを活用するツール群の開発
・ツール群の開発

・追加（４）研究開発の今後の展開について
我が国の生命動態システム科学の推進策は平成 23 年度の理研 QBiC 設立から始まったため、4年目に相当する平成 26 年度頃から、当分野は成果発表増加の時期に入っている。今後 3〜5 年間
は当分野のデータの個数と種類が急増し、また個々のデータの大容量化も進むと予想される。この期間に、本研究課題で構築した当分野のデータベース統合の体制と仕組みを強化し発展させ、当分野のデータベースの統合の中長期的な継続を実現したいと考えている。
本研究課題の実施期間において、本研究課題にて開発した生命動態システム科学の統合データ
ベース SSBD の利用者数は他の生命科学分野の統合データベースのそれと比べて少なかった。これは、当分野が新興分野であるため、研究者の数が他の分野と比べて少ないことが主因であり、“新興分野であるうちにデータベースの統合化の体制と仕組みを整える”という本研究課題の基本構想から考えても自然の結果ではある。しかし多額の国費が投入された研究課題である以上、この状況を甘受するのは妥当でない。そこで今後 3〜5 年の間は、SSBD の利用者数を増加させるための取り組みを強化する。生命動態システム科学と他の生命科学分野との連携が深まれば、SSBD の利用者数は増加する。連携を加速するためには、両分野に共通する画像データの活用が鍵となる。そこで今後 3〜5 年間は、我が国の生命科学の画像データベースと生命動態システム科学のデータベースとの統合を行いたいと考えている。
生命動態システム科学のデータベースの世界的な統合が今後急速に進展する可能性は高い。将来的には、塩基配列データにおける GeneBank/EMBL/DDBJ のような世界的な体制が、生命動態システム科学のデータについても構築される可能性が高い。本研究課題は生命動態システム科学のデータベース統合を世界に先駆けて行ったものであり、当分野のデータベースの世界的な統合の基盤となりうる。また、すでに多数の国外の研究者との連携関係が構築されている。そのため、今後 3〜
5 年間の間に、本研究課題の成果を基盤に、当分野のデータベース統合の世界的な連携体制の構築を行いたいと考えている。
データベースから公開された塩基配列データに対してこれらを解析するバイオインフォマティクスの分野が発展したのと同様に、生命動態システム科学の世界的な統合データベースが整備された場合には、これらのデータを解析するための新しいバイオインフォマティクスの分野が発展すると予想される。本研究開発で開発した統合データベースは、生命動態システム科学のデータを解析するための新しいバイオインフォマティクス領域を世界的に推進することが期待される。
生命動態システム科学のデータは様々な生命現象の“動態の時空間情報を有する定量データ”であるため、生命科学を研究対象としていない数学、物理学、情報科学、計算科学の研究者が解析を試みる際の障壁が低い。統合データベースの構築により、このようなデータが利用性の高い形で公開されることになり、生命科学研究に数学、物理学、情報科学、計算科学の研究者が参入するチャンスが広がっている。21 世紀の生命科学は、従来の生命科学研究に、数学、物理学、情報科学、計算科学等を融合した総合科学になることが期待されている。生命動態システム科学の統合データベースを窓口に、数学、物理学、情報科学、計算科学の研究者が生命科学研究に参入し、生命現象のシステ
ムとしての理解が深まり、生命現象の予測、制御、設計が可能となり、これらが、予測に基づく医療や創薬、食糧生産、環境保全などに応用され、人類の生活の向上につながることが期待できる。

- ５ -§３ 研究開発実施体制（１）研究チームの体制について①「研究代表者グループ
研究参加者
氏名
大浪 修一

役職
チームリーダー

研究開発項目総括

参加時期
H24.5～H27.3

京田 耕司

所属
理化学研究所生命シ
ステム研究センター
同上研究員

システム開発H24.5～H27.3

小川 輝

同上

研究員

システム開発H25.1～H27.3

東 裕介

同上

特別研究員

システム開発H24.5～H27.3

岡田 初美

同上

データ解析

H24.5～H27.3

遠里 由佳子

同上

テクニカルスタッフ
研究員

システム開発H24.8～H27.3

邊見 健一

同上

パートタイマー

H24.9～H27.3

矢代 志穂子

同上

パートタイマー

H24.11～H26.8

於保 祐子

代表

テクニカルスタッフ
副センター長システム開発H25.5～H27.3

泰地 真弘人NPO 法人 BReNt-ブ
レインリサーチネットワ
ーク
理化学研究所生命シ
ステム研究センター
同上

データの入力・
アノテーション
データの入力・
アノテーション
システム開発システム開発H26.1～H27.3

上田 泰己

同上

コア長

システム開発H26.1～H27.3

上田 昌宏

同上

システム開発H26.1～H27.3

今久保 桃子

同上

グループディレ
クター
パートタイマー

H26.5～H26.7

玉井 千香

同上

パートタイマー

データの入力・
アノテーション
データの入力・
アノテーション

Ho Kenneth
Hung Lit

H25.1～H27.3

H26.11～H27.3（２）国内外の研究者や産業界等との連携によるネットワーク形成の状況について
1. 生命動態システム科学の国内コミュニティーとの連携
我が国の生命動態システム科学推進のための３推進策（理研 QBiC、CREST 生命動態、さきがけ細胞動態、推進拠点）とは密接な連携をとっている。これら３推進策の中核となる研究者で構成したプロジェクト・グループを組織し、本研究課題の実施期間の全般に渡たって、研究の計画や推進についてアドバイスを得た。また、生産予定のデータの調査やデータの提供についても積極的な支援を得た。

- ６ -2. バイオイメージ・インフォマティクスの国内コミュニティーとの連携
我が国のバイオイメージ・インフォマティクス分野は、様々な分野で研究者コミュニティーが育ちつつあるが、それら全体を網羅することを目的として平成 23 年に Bioimageinformatics.JP（www.bioimageinformatics.jp）が設立された。大浪は、Bioimageinformatics.JP の創始者であり、現在も当コミュニティーの中心的な運営者の一人である。このような背景から、当研究課題は国内のバイオイメージ・インフォマティクスのコミュニティーとの強い連携のもとで実施された。
3. バイオイメージンング研究の国内コミュニティーとの連携
我が国のバイオイメージング分野の研究者の連携を目的に、基礎生物学研究所の上野直人教授が中心となり、平成 25 年度に「全国大学等バイオイメージング連携体制の今後のあり方を考える会」が発足した。大浪は当会にメンバーとして招聘されており、特にバイオイメージ・インフォマティ
クスと画像データベースについての議論の中心を担っている。また、大浪は、我が国のバイオイメ
ー ジ ン グ 分 野 の 研 究 者 の 連 携 の た め に 本 会 が 設 置 し た ポ ー タ ル サ イ ト Bioimage.JP（www.bioimage.jp）の管理者を任され、バイオイメージング分野の連携の推進を行っている。
Bioimage.JP は欧州のバイオイメージング分野の研究者の連携組織である Euro-Bioimaging と強く連携する予定であり、これにより本研究課題と欧州のバイオイメージング研究コミュニティーとの連携も期待される。
4. OMERO 開発グループとの連携
平成２２年以来、大浪は OMERO の開発グループのリーダーである Jason Swedlow 博士（Univ. of Dandee, UK）との情報交換を続けてきた。本研究課題を開始して以降は、研究員を
OMERO User Meeting（平成 25 年 6 月 24-25 日@パリ、平成 26 年 6 月 5-6 日@パリ）に参加させるなど、連携を深めている。

§４ 研究実施内容及び成果
4.1 研究課題名： 生命動態システム科学のデータベースの統合化（理化学研究所 研究代表者グループ）
研究開発実施内容及び成果
1) 生命動態システム科学研究におけるデータベース統合の体制と仕組みの構築
1a) プロジェクト・グループの構築
我が国の生命動態システム科学の全てのデータベースを統合するためには、当分野の研究者
コミュニティーとの強い連携が必要である。そこで、我が国の当分野の研究者コミュニティーを代表
して本研究課題と連携し、データベースの統合化を推進する体制として、我が国の当分野の中核的な研究者により構成されるプロジェクト・グループを組織した。具体的には、本研究課題の実施
期間における、我が国の当分野の３つの推進策（理研 QBiC、CREST 生命動態、さきがけ細胞構成、推進拠点）の中核的な研究者をプロジェクト・グループの委員として招聘した（表 1）。本研究課
題を遂行する過程で、研究課題の遂行状況や将来計画等について、プロジェクト・グループの委員と頻繁に意見交換を行った。

- ７ -

表 1. プロジェクト・グループ名簿
研究者名
所属・役職
上田 泰己
東京大学大学院医学系研究科・教授
理化学研究所生命システム研究センター・コア長
上田 昌宏
理化学研究所生命システム研究センター・グルー
プディレクター泰地 真弘人 理化学研究所生命システム研究センター・副セン
ター長
飯野 雄一
東京大学大学院理学系研究科・教授
影山 龍一郎 京都大学ウイルス研究所・教授
黒田 真也
東京大学大学院理学系研究科・教授
洪 実
慶應義塾大学医学部・教授
近藤 滋
大阪大学大学院生命機能研究科・教授
井原 茂男
東京大学先端科学技術研究センター・教授
金子 邦彦
東京大学大学院総合文化研究科・教授
楯 真一
広島大学大学院理学研究科・教授
松田 道行
京都大学大学院生命科学研究科・教授
大浪 修一
理化学研究所生命システム研究センター・チームリーダー

備考
さきがけ細胞構成研究総括
理研 QBiC 代表研究者
理研 QBiC 代表研究者
理研 QBiC 代表研究者
CREST 生命動態代表研究者
CREST 生命動態代表研究者
CREST 生命動態代表研究者
CREST 生命動態代表研究者
CREST 生命動態代表研究者
推進拠点代表研究者
推進拠点代表研究者
推進拠点代表研究者
推進拠点代表研究者
理研 QBiC 代表研究者
本研究課題研究代表者

1b) データベース統合の仕組みの構築
生命動態システム科学では、多種多様な生命動態についての時空間定量データの公開が進んでいる。しかし、これらのデータはそれを生産した研究プロジェクト独自のデータ形式で記述されている場合が多く、それがデータの第三者による再利用の大きな障害になっていた。当分野のデー
タの再利用性を高め、またデータ活用ツールの開発効率を高めるために、生命現象の動態の時空
間 定量デ ータの ほぼ全 てを記述 できるデ ータ フォー マット BDML (Biological Dynamics
Markup Language)を開発した（図 1; Kyoda et al., Bioinformatics, 2014）。BDML は XMLを基盤としているため、既存の XML 用のライブラリや API の活用により、新規ツールを効率的に開発できる。また、新しいタイプのデータにも、XML の高い拡張性を利用した柔軟な対応が可能である。BDML は H25 年 1 月に発表したプロトタイプバージョンから３回のバージョンアップを重ね、最新の version 0.2 では、一分子から細胞、個体、集団までの動態や、遺伝子発現動態の表現が可能である（図 2）。また、ファイルを分割する機能（Set タグおよび Series タグ）が導入されたことにより、大規模なデータの記述が可能になっている。さらに RDF およびオントロジーへの対応も可能になっている。
生命動態システム科学で生産される生命現象の時空間定量データの中で重要なものとして、時空間情報を持つ遺伝子発現や代謝物量のオミクスデータがある。時空間情報を持つオ
ミクスデータの取得は近年まで技術的に極めて困難であったが、近年の一細胞解析技術の進展により、今後、このようなデータが様々な生命現象において取得され当分野で重要な役割を果たすことが予想される。オミクスデータについては MINiML（遺伝子発現データ）やmzML（代謝産物データ）などの既に世界的に普及したフォーマットが存在するが、これらは時空間情報を定量的に表現することはできない。また、BDML は時空間情報を持つオミ
クスデータを記述することが可能であるが、効率的でない。そこで、時空間オミクスデータを記述するためのフォーマットとして OmicsBDML を開発した。OmicsBDML は既存のオミ
クスデータのフォーマットを取り込んで再利用したフォーマットであるため、既存のフォー
マットとのデータ変換が単純である。現在 version0.18 を SSBD より公開している。

- ８ -

図 1. BDML での記述の例
線虫胚の細胞核の重心の 3 次元座標情報を BDML で記述した例。

図 2. BDML で記述できる生命現象の例
BDML は様々な生命現象の動態を記述が可能である。

生命動態システム科学の解析の主役である生命動態の時空間定量データの再利用性と、そのデータ活用ツールの開発効率をさらに高めるために、我々は、生命動態システム科学の統合
データベース SSBD を開発した（図 3; ssbd.qbic.riken.jp）。SSBD は、BDML あるいは
OmicsBDML で記述された生命動態の時空間定量データと、その計測に使用した動画像デー
タ、さらに BDML/OmicsBDML に対応したデータ活用ツール群を統一的に管理・公開する。
SSBD では動画像データは生命科学の顕微鏡画像の表示、管理、解析について世界のデファ
クトスタンダードになりつつある OMERO システムで管理している。また RESTful API を公開することにより、第三者によるクライアントアプリケーションの開発を可能にしている- ９ -

（図 4）。

図 3. 生命動態システム科学の統合データベース SSBD の概要

図 4. SSBD のシステム構成- １０ -

2) 理研 QBiC 内のデータの統合
2a)大浪研究室のデータの統合
本研究課題の代表の大浪の研究室では、平成 13 年度より遺伝子機能破壊条件下での線虫 C.
elegans 初期胚の細胞分裂ダイナミクスの 4 次元計測データの収集を行っている。本データは、生命動態システム科学の解析の主役である”生命現象の時空間定量データ”の典型的な例であり、また、現在までに大浪が収集したデータは、このような生命現象の時空間定量データとして世界最大規模のものである。そこで、生命動態システム科学のデータベース統合化の第一段階として、1b)で構築した SSBD に大浪研究室の全てのデータを統合した（表 2）。先ず、公開済みの全てのデータについて SSBD に登録し公開した。さらに、論文投稿中の未公開データについても SSBD に登録した。これらの未公開データについては、論文の公開後に全てのデータを SSBD から速やかに公開する予定である。
表 2. SSBD に登録済みの大浪研究室のデータ
名称
第３染色体の全胚発生必須遺伝子
に対する遺伝子機能破壊条件下での線虫の 4 次元細胞分裂ダイナミク
ス計測データ
線虫の雄性前核の細胞内移動の３次元シミュレーションデータ
第３染色体の全胚発生必須遺伝子
に対する遺伝子機能破壊条件下での線虫の 4 次元細胞分裂ダイナミク
スの高精度再計測データ
RNAi スクリーニングで胚発生致死遺伝子に分類された全ての遺伝子に対する、RNAi 処理条件下での線虫の２次元細胞分裂ダイナミクスの計測データ
野生型線虫胚の２次元細胞分裂ダ
イナミクスの計測データ

データ
件数
186

要素数
75,955

Kimura &Onami, Dev.
Cell, 2005
Kyoda et al.,submitted

100

2,400,100

259

155,873

Tohsato etal., submitted

1,330

1,872,137

×Takayama etal.,unpublished12

20,966×文献
Kyoda et al.,Nucleic Acids
Res., 2013

画像数
2,209,680

公開○○
6,153,840

×2b)大浪研究室以外のデータの統合
理研 QBiC は我が国の生命動態システム科学を推進する最初の推進策として平成 23 年に設立された、わが国における当分野の代表的な研究機関である。そこで、理研 QBiC の全ての研究室で生産中のデータを調査し、公開済みの全てのデータについて SSBD に登録し公開した（表 3）。
さらに論文発表などのデータベースへの登録の準備が整った未発表のデータについても SSBDに登録した。これらの未公開データについては、論文の公開後に全てのデータを SSBD から速やかに公開することをデータ生産者と確認済みである。
理研 QBiC の研究者からは本研究課題について積極的な支援を受けた。平成 25 年の４月から５月にかけて、理研 QBiC の全ての研究室（21 研究室）を対象に聞き取り調査を行い、理研 QBiCが生産中の生命現象の動態に関する時空間定量データの全容（14 データタイプ）を把握した。この調査結果は BDML の開発に活用された。理研 QBiC で生産される時空間定量データの可能な限り全てを記述できるデータ形式を目指して開発を続けた結果、これらのほぼ全て（12/14 データタイプ）のデータを記述できるデータ形式 BDML の開発に成功した。理研 QBiC は本研究課題の- １１ -

最終年度（平成 26 年度）が設立４年目であり、設立後に開始された研究の成果が徐々に発表され始めるタイミングであった。そのため、残念ながら本研究課題の実施期間中に理研 QBiC のデータを多数、SSBD に登録し公開することはできなかった。しかし、上述の通り、理研 QBiC のメンバー
から当研究課題は積極的な支援を受けており、成果が論文として公開された際には SSBD よりデータを公開することについては快諾を受けている。
表 3. SSBD に登録した大浪研究室以外の理研 QBiC のデータ
データ
名称
文献
件数
8
マウスの下垂体正中隆起部の継時 Masumoto et
的なゲノムワイド遺伝子発現計測デ al., Curr.
Biol., 2010ータ
1
大腸菌の Min タンパク質の細胞内 Arjunan &Tomita,Syst.
動態についての一分子粒度のシミュ
Synth. Biol.,
レーションデータ2010
1
哺乳類細胞内でのヌクレオソームの Hihara et al.,
Cell
Rep.,
動態シミュレーション
2012
1
粘菌細胞における GPCR の一分子 Komatsuzaki
et al., Small,
動態計測データ
2014

要素数
48

画像数

721

公開
○

○

×
987

368

×

3) 理研 QBiC 外のデータの統合
3a)国内のデータの統合
現在我が国では、生命動態システム科学の推進策として、理研 QBiC の他に、CREST 生命動態、さきがけ細胞構成、および推進拠点が実施されている。そこで、CREST 生命動態の第 1 期（平成 24 年 10 月開始）の 5 研究課題、および 4 推進拠点の各研究課題で生産中のデータを聞き取り調査し、公開済みの全てのデータについては SSBD に登録し公開した（表 4）。CREST 生
命動態および推進拠点は、本研究課題の最終年度（平成 26 年度）が研究開始後それぞれ３年目、２年目であり、本格的な研究成果は未だ発表されていないタイミングであった。そのため残念ながら本研究期間中に、これらの研究課題からのデータを多数、SSBD に登録し公開することはできなかった。しかし、CREST 生命動態および推進拠点の研究代表者からは積極的な支援と協力を得ており、成果が論文として公開された際には SSBD よりデータを公開することについては快諾を受けている。
表 4. SSBD に登録した理研 QBiC 以外の国内のデータ
データ
名称
文献
件数
1
マウス初期胚の細胞核動態の４次 Bashar et al.,PLoS One,
元計測データ20121
マウス初期胚の細胞核動態の４次 Kurotaki etal., Science,
元計測データ
2007

要素数
2,055

画像数
2,800

公開
○

12,09680×3b)国外のデータの統合
国外においても、生命動態システム科学は様々な推進策が施行されており、様々な生命現象の動態に対する時空間定量データが生産され公開され始めている。これらのデータの生産者に当研究課題を紹介したところ、多くの研究者から将来的なデータベース統合の国際連携について賛意- １２ -

を得た。そこで、将来の生命動態システム科学のデータベースの全世界的な統合に向けての基盤作りを目的として、国外の当分野の主要なデータベースの統合を本研究課題に追加した。統合するデータベースとしては、(a)当分野を代表する主要なデータベースであること、(b)論文およびデータベースが公開済みであること、(c)当分野が対象とする生命現象の幅広さを体現するデータベースであること、を基準に 6 データベースを選択し SSBD へのデータ統合を行った（表 5）。国外のデータベースの SSBD への統合は、将来の当分野のデータベース統合の国際連携に向けての基盤作りを目的としているため、データの統合や公開については、各データ生産者と慎重に議論しながら作業した。その結果、上記６データベースの中で SSBD からのデータの公開が開始されているものは、現時点で４データベースに留まった。残りの２データベースについても、SSBD からのデー
タ公開の 1 日も早い実現を目指し、データ生産者との慎重な議論を進めている。
表 5. SSBD に登録した国外のデータ
名称
ゼブラフィッシュ胚の細胞核ダイナミ
クスの 4 次元計測データ
ショウジョウバエ胚の細胞核ダイナミ
クスの４次元計測データ

線虫胚の細胞核ダイナミクスの４次
元計測データ
線虫の行動ダイナミクスの計測デー
タ
ショウジョウバエ胚の細胞核ダイナミ
クスの 4 次元計測データ
線虫胚の一細胞解像度での４次元遺伝子発現計測データ

文献
Keller et al.,Science, 2008
Keller et al.,Nat.
Methods,
2010
Bao et al.,
PNAS, 2006
Cronin et al.,BMC Genet.,
2005
Supatto etal., Nat.
Protoc., 2009
Sarov et al.,Cell, 2012

データ
件数
7

要素数
56,584,840

2

5,111,828○

2

24,747○

11

15,822○

1

40,534

×273

5,713,854

×

画像数

公開
○

4) 統合データベースを活用するツール群の開発
統合データベース SSBD が生命動態システム科学の研究に活用されるためには、可視化や解析等、SSBD を活用する様々なツールを整備する必要がある。そこで、SSBD を活用するためのツール群の開発を本研究課題に追加した。先ず、SSBD に登録された定量データを幅広い研究者等に活用してもらうために RESTful API を設計し実装した。ユーザはこの API を活用することで、データベースに登録された情報を直接利用するクライアントアプリケーションを、プログラミング言語（C/C++, Java, Python など）やオペレーティングシステムの種類に制限されることなく開発することができる。
SSBD に登録された生命動態の時空間定量データは BDML 形式でダウンロードが可能であり、各ユーザの研究に自由に活用することができる。しかし、ダウンロードした BDML 形式のデータを研究に活用するためには一定水準以上のプログラミング能力が必須である。プログラミング能力の高くないユーザによる BDML 形式のデータの活用を可能にするため、また、BDML 形式に対応したソフトウェアツールの開発効率を高める目的で、BDML で記述された定量データを ImageJ 上で可視化するためのプラグイン BDML4DViewer と、表現型の特徴を抽出するためのツール
phenochar を開発し、ソースコードも含めて公開した。
SSBD に登録された動画像には、生命現象に関する新たな発見につながる様々な情報が含まれていることが期待される。これらの情報を活用するためには、画像をより詳細に観察したり、画像に新たな計測を適用したりする必要がある。SSBD に登録された動画像への新たな解析手法の適- １３ -

用を容易にするため、SSBD に登録された動画像を ImageJ に読み込むためのプラグイン
SSBD-OMERO.insight-ij を開発し公開した。本プラグインを用いれば、SSBD に登録された動画像を生命科学分野で最も使用されているパブリックドメインの画像解析ソフトウェア ImageJ に直接読み込むことができる（図 5）。

図 5. BDML4DViewer
BDML4DViewer プラグインを導入することにより、BDML で記述された時空間定量データを ImageJ 上で可視化できる。

- １４ -

§５ 成果発表等(１)原著論文発表 （国内（和文）誌 0 件、国際（欧文）誌 3 件）
1. Kyoda, K., Adachi, E., Masuda, E., Nagai, Y., Suzuki, Y., Oguro, T., Urai, M., Arai,R., Furukawa, M., Shimada, K., Kuramochi, J., Nagai, E., and Onami, S.: WDDD:
worm developmental dynamics database. Nucleic Acids Res. 41, D732-737 (2013).
2. Azuma, Y., and Onami, S.: Evaluation of the effectiveness of simple
nuclei-segmentation method on Caenorhabditis elegans embryogenesis images.
BMC Bioinformatics 14, 295 (2013).
3. Kyoda, K., Tohsato, Y., Ho, K. H. L., and Onami, S.: Biological Dynamics Markup
Language (BDML): an open format for representing quantitative biologicaldynamics data. Bioinformatics, doi: 10.1093/bioinformatics/btu767. (2014).
（2）その他の著作物（総説、書籍など）
1. 大浪修一: バイオイメージ・インフォマティクスが可能にする細胞. 発生の数理モデル
化. 映像情報メディア学会誌 67, 760-764 (2013)
2. 遠里由佳子, 京田耕司, ホーケネス, 大浪修一: 生命動態システム科学のデータベースの統合化. 日本バイオインフォマティクス学会ニュースレター 27, 5-6 (2013)
3. 大浪修一: バイオイメージ・インフォマティクスが切り開く新しい生命科学の可能性.
生命のビッグデータ利用の最前線（植田充美監修）, 第 6 章 1, 218-224, シーエムシー
出版, 東京 （2014）
4. 大浪修一: バイオイメージ・インフォマティクスが可能にする新しい生命科学. 画像ラボ 25(8), 12-18 (2014).
5. 遠里由佳子, 京田耕司, 大浪修一: バイオイメージと定量データのデータベース. バイ
オ画像解析手とり足とりガイド(小林徹也, 青木一洋編), 第 1 章 5), 53-59, 洋土社, 東京（2014）
6. Azuma, Y., and Onami, S.: Automatic cell identification in the unique system ofinvariant embryogenesis in Caenorhabditis elegans. Biomedical Engineering
Letters 4, 4, 328-337（2014）(３)国際学会発表及び主要な国内学会発表① 招待講演 （国内会議 23 件、国際会議 6 件）
1. 大浪修一: バイオイメージ・インフォマティクスが加速する生命動態システム科学研究. 画像
処理と生物学の分野融合を目指したワークショップ 2012, 仙台, 2012 年 6 月 13 日.
2. 大浪修一: 多細胞動態の数理モデルの構築に向けて. 第 1 回多細胞動態研究のためのブレインストーミング・ワークショップ 多細胞動態の力学的制御とそのモデル化～生化学場との総合的理解を目指して～, 理化学研究所発生・再生科学総合研究センター, 神戸, 2012
年 6 月 26-27 日.
3. 大浪修一: 細胞分裂動態の定量情報の大規模な収集により可能になる新しい発生生物学,
生物化学専攻セミナー, 東京大学, 東京, 2012 年 7 月 4 日.
4. 大浪修一: イメージングと数理解析. 数理生物学サマーレクチャーコース 第一回数理モデ
リングの基礎と応用, 理化学研究所発生・再生科学総合研究センター, 神戸, 2012 年 7 月
9-12 日.
5. 大浪修一: 顕微鏡動画像処理が可能にする細胞・多細胞動態研究の可能性. 「画像科学」
夏の勉強会, 核融合科学研究所, 岐阜県土岐市, 2012 年 9 月 25-28 日.
6. 大浪修一: 次世代の生命科学を駆動するバイオイメージ・インフォマティクス, 生命医薬情報学連合大会. 東京, 2012 年 10 月 14-17 日.
7. Onami, S.: Systems and quantitative developmental biology: RIKEN Q-Bio
program. Australia-Japan workshop on biomedical breakthroughs and systems
biology, Japan Science and Technology Agency Tokyo Headquarters 2, Tokyo, Oct- １５ -

8.
9.

10.
11.
12.
13.
14.
15.

16.
17.
18.

19.
20.
21.

22.

23.

24.

25.
26.

16, 2012.
Onami, S.: Towards predictive understanding of development. RIKEN
Quantitative Biology Center Inaugural Symposium –Towards Whole-Cell
Modeling-, Kobe, Nov 5-7, 2012.
大浪修一: バイオイメージ・インフォマティクスが切り開く新しい生命科学の可能性. 情報・システム研究機構シンポジウム 生命科学のビッグデータ革命‐仮想から現実へ‐, 東京, 2012年 11 月 9 日.
大浪修一: 計測の先にあるもの. 4D 細胞計測キックオフミーティング, 理化学研究所和光キャンパス, 和光市, 2013 年 4 月 23 日.
大浪修一: 胚発生のバイオイメージ・インフォマティクスとシステム生物学. 日本顕微鏡学会
第 69 回学術講演会, 大阪, 2013 年 5 月 20-22 日.
*Onami, S.: Quantitative information of developmental dynamics. The 61st NIBB
Conference: Cellular Community in Mammalian Embryogenesis. Okazaki, Jul
10-12, 2013.
大浪修一: 生命動態情報とバイオイメージの統合データベース. 日本バイオイメージング学会第 22 回学術集会, 東京, 2013 年 9 月 15-16 日.
大浪修一: 生命動態研究をデータベースで駆動する. トーゴーの日シンポジウム 2013, 東
京, 2013 年 10 月 4-5 日.
*Onami, S.: Quantitative cell division dynamics information provides newopportunities for developmental biology. Joint Weizmann-MBI Mechanobiology
Conference, Dynamic Architecture of Cells and Tissues, Singapore, Oct 21-24,
2013.
大浪修一: バイオイメージ・インフォマティクスの人材育成の現状と展望. 第 36 回日本分子生物学会年会, 神戸, 2013 年 12 月 4-6 日.
東裕介, 大浪修一: 線虫 C. elegans 胚の細胞名自動アノテーションと細胞形状のデジタル化. 第 36 回日本分子生物学会年会, 神戸, 2013 年 12 月 4-6 日.
大浪修一: 発生の予測可能な理解を目指して: 大規模動態計測データからの発生モデリン
グとボトムアップ型発生モデリング. 理化学研究所細胞システムコロキウム, 理化学研究所和光キャンパス, 和光, 2014 年 2 月 14 日.
大浪修一: バイオイメージ・インフォマティクスの展望. 第 8 回 NIBB バイオイメージングフォ
ーラム, 自然科学研究機構岡崎コンフェレンスセンター, 岡崎, 2014 年 3 月 4 日.
大浪修一: バイオイメージ・インフォマティクスが切り開く新しい生命科学の可能性. 日本顕微鏡学会第 70 回機年学術講演会, 幕張, 2014 年 5 月 11-13 日.
遠里由佳子, 京田耕司, ホー ケネス, 大浪修一: 生命動態システム科学の統合データベ
ース SSBD の紹介. バイオイメージ•インフォマティクス ワークショップ 2014, 岡崎, 2014 年
6 月 9-10 日.
大浪修一: 動態計測とシミュレーション、情報解析の融合による個体発生の理解. 血液の視える化研究会「血液・細胞の可視化計測実験とシミュレーションとの融合」, 東京, 2014 年 8
月 8 日.
大浪修一: バイオイメージ・インフォマティクスが切り開く新しい生命科学の可能性. 日本学
術会議学術フォーラム「生命情報ビッグデータ時代における新しい生命科学」, 東京, 2014
年 8 月 29 日.
京田耕司, 遠里由佳子, ホー ケネス, 大浪修一: 生命動態に対する動画像データと定量
データの統合データベース. 第 23 回日本バイオイメージング学会学術集会, 吹田, 2014 年
9 月 4 日.
*Kyoda, K., Tohsato, Y., Ho. K., and Onami, S.: SSBD: a database approach forbioimage informatics. International Workshop on Quantitative Biology 2014,
Melbourne, Australia, Sep 13, 2014.
Kyoda, K., Tohsato, Y., Ho. K., and Onami, S.: SSBD: a quantitative databaseapproach for sptiotemporal biological dynamics, The Walter Y Eliza Hall Institute,- １６ -

Melbourne, Australia, Sep 17, 2014.
27. 大浪修一: 生命動態システム科学のデータベースの統合化の現状と今後の展望. トーゴーの日シンポジウム 2014, 東京, 2014 年 10 月 5 日.
28. 大浪修一: バイオイメージ・インフォマティクスが切り開く新しい生命科学. 第 134 回微小光学研究会「微小光学とビッグデータ」, 東京, 2014 年 12 月 5 日.
29. 大浪修一: バイオイメージ・インフォマティクスとビッグデータ. 自然科学研究機構新分野創成センターシンポジウム「生命現象を全体として理解する新しい科学の創成」, 岡崎, 2015 年
1 月 17 日.
② 口頭発表（国内会議 6 件、国際会議 8 件）
1. Kyoda, K., Adachi,E., Kuramochi,J., Shimada, K., and Onami, S.: Database forquantitative information about cell division dynamics of RNAi-treated embryos.
5th East Asia C. elegans Meeting, Taipei, Taiwan, June 27-30, 2012.
2. Onami, S.: Quantitative cell division dynamics information provides newopportunities for developmental biology. BioImage Informatics 2012. Dresden,
Germany, Sep 16-19, 2012.
3. 京田耕司, 足立絵瑠, 倉持順子, 島田久美子, 長井えり子, 大浪修一: 線虫 C. elegans 初期胚における細胞分裂ダイナミクスの定量計測と計算解析. バイオイメージ・インフォマティク
スワークショップ 2012, 神戸, 2012 年 11 月 1-2 日.
4. Takayama, J., and Onami, S.: Timely generation of the biphasic calcium wave isensured by the sperm TRP-3 channel in C. elegans fertilization. 第 35 回日本分子生物学会年会, 福岡, 2012 年 12 月 11 日-14 日.
5. Takayama, J., and Onami, S.: Sperm-derived TRP-3 channel specifies the onset ofthe fertilization Ca2+ wave in the oocyte of C. elegans. 19th International C.
elegans Meeting, Los Angeles, USA, Jun 26-30, 2013.
6. 小川輝, 江崎剛史, 人羅久子, 水野初, 升島勉, 大浪修一: 老化・長寿化の高時空間分解
能メタボローム解析. 第 8 回メタボロームシンポジウム, 福岡, 2013 年 10 月 3-4 日.
7. Takayama, J., and Onami, S.: Sperm-deribed TRP-3 channel mediates the onset ofthe fertilization calcium wave in C. elegans. 47th Annual Meeting of the JapaneseSociety of Developmental Biologists, Nagoya, Japan, May 27-30, 2014.
8. Ho, K., Tohsato, Y., Kyoda, K., and Onami, S.: A quantitative approach to spatial
temporal dynamics in developmental biology. 47th Annual Meeting of the JapaneseSociety of Developmental Biologists, Nagoya, Japan, May 27-30, 2014.
9. 遠里由佳子, 京田耕司, ホー ケネス, 大浪修一: 生命動態システム科学のデータベースの統合化生命動態システム科学の統合データベース SSBD の紹介, バイオイメージ•インフォマティクス ワークショップ 2014, 岡崎, 2014 年 6 月 9-10 日.
10. Ho, K. H. L., Tohsato, Y., Kyoda, K., and Onami, S.: SSBD: a quantitative databaseapproach for understanding spatiotemporal dynamics of C. elegans development. C.
elegans Development, Cell Biology and Gene Expression Meeting in association
with The 6th Asia-Pacific C. elegans Meeting, Nara, Japan, Jul 15-19, 2014.
11. Fujita, M., and Onami, S.: Morphology of actomyosin network is regulated bycolocalization of RhoGAP RGA-3/4. C. elegans Development, Cell Biology and Gene
Expression Meeting in association with The 6th Asia-Pacific C. elegans Meeting,Nara, Japan, Jul 15-19, 2014.
12. Azuma, Y., and Onami, S.: Evaluation of the effectiveness of simple
nuclei-segmentation methods on Caenorhabditis elegans embryogenesis images.
生命医薬情報学連合大会 2014, 仙台, 2014 年 10 月 2-4 日.
13. Tohsato, Y., Ho, K., Kyoda, K., and Onami, S.: SSBD: an open repository forquantitative data of biological dynamics. Bioimage Informatics 2014 (BII 2014),
Leuven, Belgium, Oct 8-10, 2014.
14. 遠里由佳子, 京田耕司, ホー ケネス, 大浪修一: BDML/SSBD：時空間定量データを記述- １７ -

する言語と統合データベースの開発. 第 6 回生命情報若手の会・研究会, 神戸, 2014 年 10
月 29-30 日.
③ ポスター発表 （国内会議 25 件、国際会議 22 件）
1. 大浪修一: 生命動態システム科学のデータベースの統合化. トーゴーの日シンポジウム
2012, 東京, 2012 年 10 月 5 日.
2. 東裕介, 大浪修一: 線虫 C. elegans の胚発生における細胞形態ダイナミクスの画像解析.
バイオイメージ・インフォマティクスワークショップ 2012. 神戸, 2012 年 11 月 1-2 日.
3. Takayama, J., and Onami, S.: Sperm TRP-3 channel ensures the timely generationof the biphasic calcium wave in C. elegans fertilization. The International
Symposium on the Mechanisms of Sexual Reproduction in Animals and Plants,
Nagoya, Japan, Nov 12-16, 2012.
4. Fujita, M., and Onami, S.: RhoGAP-mediated pattern formation of the actin
cytoskeleton. 第 35 回日本分子生物学会年会, 福岡, 2012 年 12 月 11 日-14 日.
5. Azuma, Y., and Onami, S.: Image analysis of cell shape dynamics on the C. elegans
embryonic development. 第 35 回日本分子生物学会年会, 福岡, 2012 年 12 月 11 日-14
日.
6. Kyoda, K., Adachi, E., Masuda, E., Nagai, Y., Suzuki, Y., Oguro, T., Urai, M., Arai,R., Furukawa, M., Shimada, K., Kuramochi, J., Nagai, E., and Onami,S.: Databaseof quantitative information about cell division dynamics in early Caenorhabditis
elegans embryos. The 23rd International Conference on Genome Informatics(GIW2012), Tainan, Taiwan, Dec 12-14, 2012.
7. Tohsato, Y., Kyoda, K., Ho, K., and Onami, S.: Systems science of biologicaldynamics database. 8th Annual OME User’s Meeting, Paris, France, June 24-25,
2013.
8. Kyoda, K., Okada, H., Sugimoto, T., Henmi, K., Yashiro, S., and Onami, S.: WDDD:
worm developmental dynamics database. 19th International C. elegans Meeting,Los Angeles, USA, Jun 26-30, 2013.
9. Azuma, Y., and Onami, S.: Feasibility of application of image analysis methods for
C. elegans embryo to mammalian embryos. The 61st NIBB Conference: Cellular
Community in Mammalian Embryogenesis. Okazaki, Jul 10-12, 2013.
10. 小川輝, 江崎剛史, 人羅久子, 水野初, 升島勉, 大浪修一: 老化・長寿化の高時空間分解
能メタボローム解析. 第 8 回メタボロームシンポジウム, 福岡, 2013 年 10 月 3-4 日.
11. ホーケネス, 京田耕司, 遠里由佳子, 大浪修一: BDML: 生命動態システム科学の定量データを記述する言語. トーゴーの日シンポジウム 2013, 東京, 2013 年 10 月 4-5 日.
12. 遠里由佳子, 京田耕司, ホーケネス, 大浪修一: 生命動態システム科学の統合データベースの開発. トーゴーの日シンポジウム 2013, 東京, 2013 年 10 月 4-5 日.
13. 京田耕司, 岡田初美, 杉本伴子, 辺見健一, 矢代志穂子, 大浪修一: WDDD: 線虫 C.
elegans 初期胚の定量細胞分裂ダイナミクスデータベース. トーゴーの日シンポジウム 2013,
東京, 2013 年 10 月 4-5 日.
14. Fujita, M., and Onami, S.: RhoGAP proteins RGA-3/4 mediate spatial negative
feedback of the actomyosin in C. elegans embryos. 第 51 回日本生物物理学会年会,
京都, 2013 年 10 月 28-30
15. 人羅久子, 江崎剛史, 小川輝, 水野初, 高山順, 升島勉, 大浪修一: 1 細胞質量分析による線虫の受精前後における細胞内メタボローム変化の解析. 第 36 回日本分子生物学会年会, 神戸, 2013 年 12 月 4-6 日.
16. 遠里由佳子, 京田耕司, ホーケネス, 大浪修一: SSBD: 生命動態システム科学の統合データベースの開発. 第 36 回日本分子生物学会年会, 神戸, 2013 年 12 月 4-6 日.
17. 高山順, 大浪修一: 線虫 C. elegans の精子 TRP-3 チャネルは受精卵のカルシウム波を開始させる. 第 36 回日本分子生物学会年会, 神戸, 2013 年 12 月 4-6 日.

- １８ -

18. 京田耕司, 岡田初美, 杉本伴子, 辺見健一, 矢代志穂子, 大浪修一: WDDD: 線虫 C.
elegans 初期胚の定量細胞分裂ダイナミクスデータベース. 第 36 回日本分子生物学会年会,
神戸, 2013 年 12 月 4-6 日.
19. 小川輝, 江崎剛史, 人羅久子, 水野初, 升島勉, 大浪修一: 線虫モデルを用いた加齢と長寿命化の時空間分解能メタボローム解析. 第 36 回日本分子生物学会年会, 神戸, 2013 年
12 月 4-6 日.
20. Fujita, M., and Onami, S.: Analysis of colocalization between RhoGAP protein
RGA-3/4 and actomyosin in C. elegans embryos. 第 36 回日本分子生物学会年会, 神戸, 2013 年 12 月 4-6 日.
21. Tohsato, Y., Ho, K., Kyoda, K., and Onami, S.: SSBD: an integrated database forsystems science of biological dynamics. The 24th International Conference on
Genome Informatics (GIW2013), Singapore, Dec 16-18, 2013.
22. Shionoya, A., Ikuta, K., Onami, S., Ito, M., and Tohsato, Y.: Large-scale kinetic
modeling for the central metabolism in Escherichia coli grown on glucose or
glycerol. The 24th International Conference on Genome Informatics (GIW2013),
Singapore, Dec 16-18, 2013.
23. Nishikawa, I, Ishino, T., Tohsato, Y., Onami, S., Fukuchi, S., and Nishikawa, K.:
Predicting human protein phosphorylation sites in intrinsically disordered region
by support vector machine. The 24th International Conference on Genome
Informatics (GIW2013), Singapore, Dec 16-18, 2013.
24. Tohsato, Y., Ho, K., Kyoda, K., and Onami, S.: SSBD: an integrated database forsystems science of biological dynamics. Keystone Symposia: Big Data in Biology,
San Francisco, CA, USA, Mar 23-25, 2014.
25. 東裕介, 大浪修一: 線虫 C. elegans 胚の細胞名自動認識. 理研シンポジウム「細胞システ
ムの動態と論理 IV」, 和光, 2014 年 4 月 3-4 日.
26. Tohsato, Y., Ho, K. L., Kyoda, K., and Onami, S.: SSBD: an integrated database of
spatiotemporal dynamics and microscopy data. 9th Annual OME user’s meeting,Paris, France, Jun 5-6, 2014.
27. 京田耕司, 遠里由佳子, ホーケネス, 大浪修一: BDML:生命現象の動態に対する時空間
定量データを記述する言語. バイオイメージ•インフォマティクス ワークショップ 2014, 岡崎,2014 年 6 月 9-10 日.
28. 東裕介, 大浪修一: 線虫 C. elegans 胚発生画像の合成方法の開発. バイオイメージ•イン
フォマティクス ワークショップ 2014, 岡崎, 2014 年 6 月 9-10 日.
29. Takayama, J., and Onami, S.: Sperm-derived TRP-3 channel mediates the onset ofthe calcium wave in the fertilized egg of Caenorhabditis elegans. C. elegans
Development, Cell Biology and Gene Expression Meeting in association with The
6th Asia-Pacific C. elegans Meeting, Nara, Japan, Jul 15-19, 2014.
30. Tajima, T., Takayama, J., Comstra, S., Onami, S., L’Hernault, S. W., andNishimura, H.: The C. elegans gene spe-45, expressed in the male germline, isessentially required for gamete fusion like mouse Izumo1. C. elegans Development,
Cell Biology and Gene Expression Meeting in association with The 6th Asia-Pacific
C. elegans Meeting, Nara, Japan, Jul 15-19, 2014.
31. Kyoda, K., Okada, H., Sugimoto, T., Henmi, K., Yashiro, S., and Onami, S.: WDDD:
worm developmental dynamics database. C. elegans Development, Cell Biology
and Gene Expression Meeting in association with The 6th Asia-Pacific C. elegans
Meeting, Nara, Japan, Jul 15-19, 2014.
32. Azuma, Y., and Onami, S.: A method for integrating 4D images of C. elegans
embryos expressing different fluorescent markers. C. elegans Development, Cell
Biology and Gene Expression Meeting in association with The 6th Asia-Pacific C.
elegans Meeting, Nara, Japan, Jul 15-19, 2014.
33. Kyoda, K., Tohsato, Y., Ho, K. L., and Onami, S.: Biological dynamics markup
language (BDML): a format for representing quantitative data of biological- １９ -

34.
35.

36.
37.
38.
39.
40.
41.

42.

43.
44.
45.
46.
47.

dynamics. The 15th International Conference on Systems Biology (ICSB),
Melbourne, Australia, Sep 14-18, 2014.
Ho, K., Tohsato, Y., Kyoda, K., and Onami, S.: SSBD: a quantitative databaseapproach for spatiotemporal biological dynamics. The 15th International
Conference on Systems Biology (ICSB), Melbourne, Australia, Sep 14-18, 2014.
Azuma, Y., and Onami, S.: A method to integrate 4D images of C. elegans embryos
expressing different fluorescent markers. 第 52 回日本生物物理学会年会, 札幌,
2014 年 9 月 25-27 日.
辻井綾香, 森口裕之, 人羅久子, 大浪修一, 田中陽: C. elegans 用人工卵殻の開発. 化学とマイクロ・ナノシステム学会 第 30 回研究会, 札幌, 2014 年 10 月 2-3 日.
遠里由佳子, ホー ケネス, 京田耕司, 大浪修一: SSBD: 生命動態システム科学のデータベース開発とその進展. トーゴーの日シンポジウム 2014, 東京, 2014 年 10 月 5 日.
京田耕司, 遠里由佳子, ホー ケネス, 大浪修一: BDML: 生命動態に対する時空間定量
データを記述する言語. トーゴーの日シンポジウム 2014, 東京, 2014 年 10 月 5 日.
Onami, S.: SSBD: an open repository for quantitative data of biological dynamics.
CSHL Meeting on Biological Data Science, Cold Spring Harbor, NY, USA, Nov 5-8,
2014.
Fujita, M., and Onami, S.: Colocalization of RhoGAP restricts the size of pulsatileactomyosin foci in C. elegans embryos. The 62nd NIBB Conference "Force inDevelopment", Okazaki, Japan, Nov 11-19, 2014.
遠里由佳子, 京田耕司, ホーケネス, 大浪修一: BDML/SSBD：時空間定量データを記述する言語と統合データベースの開発. 第 37 回日本分子生物学会年会, 横浜, 2014 年 11
月 25-27 日.
東裕介, 大浪修一: Integration of 4D images of C. elegans embryos expressing
different fluorescent markers. 第 37 回日本分子生物学会年会, 横浜, 2014 年 11 月
25-27 日.
Fujita M., and Onami S.: Colocalization of RhoGAP restricts the size of pulsatileactomyosin foci in C. elegans embryos. The 2014 ASCB/IFCB Meeting,Philadelphia, USA, Dec 6-10, 2014.
Azuma Y., and Onami S.: Evaluation of the effectiveness of simple
nuclei-segmentation methods on Caenorhabditis elegans embryogenesis images.
GIW/ISCB-Asia 2014, Tokyo, Dec 15-17, 2014.
Tohsato Y., Ho K., Kyoda K., and Onami S.: Systems science of biological dynamics
database (SSBD): an open repository for quantitative data of biological dynamics.
The 4D Nucleome 2014, Hiroshima, Dec 17-20, 2014.
Kyoda K., Tohsato Y., Ho K., and Onami S.: Biological dynamics markup language(BDML): an open format for representing quantitative biological dynamics data.
The 4D Nucleome 2014, Hiroshima, Dec 17-20, 2014.
Katsuma, H., Takayama, J., Tohsato, Y., and Onami, S.: Special-purpose
simulators for biological research: intracellular calcium dynamics. 第 120 回日本解剖学会総会・全国学術集会 第 92 回日本生理学会大会. 神戸, 2015 年 3 月 21-23 日.

(４)知財出願無し。
(５)受賞・報道等① 受賞無し。
② マスコミ（新聞・ＴＶ等）報道無し。

- ２０ -

③ その他
1. The Node「47th Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists,
Nagoya(Postedby
Pascual-Anaya
on
June
19th,
2014) 」（ http://thenode.biologists.com/47th-meeting-of-the-japanese-society-of-developme
ntal-biologists-nagoya/events/）で当研究課題の紹介。
2. 「インターネット時代の新しい科学の潮流−加速するオープンサイエンス（取材・文：小島あゆ
み, 応用物理, vol. 83, no.11, 881-88, 2014）」で当研究課題の紹介。
3. JST サイエンスニュース「生命科学の革新！バイオイメージ・インフォマティクス」（2015 年１
月 30 日配信）（http://sciencechannel.jst.go.jp/M140001/detail/M140001016.html）で
当研究課題の紹介。

§６ 研究開発期間中に主催した会議等
主なワークショップ、シンポジウム、アウトリーチ等の活動
年月日
名称
場所
参加人数
平成 25 年 10 理化学研究所神戸研究 理化学研究 1,550 人
月 19 日
所一般公開
所発生・再
生科学総合
研究センタ
ー
平成 25 年 12 生命動態システム科学 神戸国際展 50 人
月 3〜5 日の統合データベースの 示場
展示・デモ平成 26 年 8 京都市高等学校理科教 理化学研究 37 人
月 19 日員見学（非公開）
所発生・再
生科学総合
研究センタ
ー

平成 26 年 11 SSBD:生命動態システ パ シ フ ィ コ 50 人
月 25〜27 日 ム科学の統合データベ 横浜ース

平成 27 年 2 理研サイエンスセミナー グランフロン 108 人
月 19 日VIII 横からみる○○、 ト 大 阪 北 館
科学をみる角度「いのち タワーB 10と細胞、どこまで計算で 階 ナレッジ
きるの？」
キャピタル
カンファレンス ル ー ムB01+02- ２１ -

概要
理化学研究所神戸研究所
一般公開にて、当研究室の研究に関する展示・説明

第 36 回日本分子生物学会
年会 特別企画「使ってみようバイオデータベース−つながるデータ、広がる世界」での展示
京都市高等学校の理科教員の理化学研究所発生・再生科学総合研究センターおよび生命システム研究セン
ターの見学において、講演および研究室見学の受け入れを行った。
第 37 回日本分子生物学会
年会 特別企画「使ってみようバイオデータベース−つながるデータ、広がる世界（BioDB）」での展示
理化学研究所主催の一般公開セミナー。一般市民を対象に、対談形式で最新の科 学 に つ い て研 究 者 が語る。対談者：はな（モデル・タ
レント）、大浪修一（理研）

主な研究開発のためのミーティング
年月日
名称
場所
参加人数
平成 24 年 10 CREST 生命動態の研 ホ テ ル グ ラ 3 人
月 13 日究総括との打ち合わせ ン ヴ ェ ィ ア（非公開）
大阪
平成 24 年 11 CREST 生命動態の代 東京大学浅 2 人
月 13 日表研究者との打ち合わ 野 キ ャ ン パ
せ(1)（非公開）ス
平成 24 年 11 CREST 生命動態の代 東京大学浅 2 人
月 14 日表研究者との打ち合わ 野 キ ャ ン パ
せ(2)（非公開）ス
平成 24 年 11 CREST 生命動態の代 大阪大学吹 2 人
月 15 日表研究者との打ち合わ 田 キ ャ ン パ
せ(3)（非公開）ス
平成 24 年 11 CREST 生命動態の代 京都大学吉 2 人
月 19 日表研究者との打ち合わ 田 キ ャ ン パ
せ(4)（非公開）ス
平成 24 年 11 CREST 生命動態の代 慶應義塾大 2 人
月 27 日表研究者との打ち合わ 学信濃町キ
せ(5)（非公開）
ャンパス
平成 25 年 1 推進拠点の代表研究者 東京大学先 3 人
月 29 日との 打 ち合わ せ (1)（ 非 端科学技術
公開）
研究センタ
ー
平成 25 年 2 推進拠点の代表研究者 京都大学吉 2 人
月4日との 打 ち合わ せ (2)（ 非 田 キ ャ ン パ
公開）ス
平成 25 年 2 推進拠点の代表研究者 東京大学駒 2 人
月7日との 打 ち合わ せ (3)（ 非 場 キ ャ ン パ
公開）ス
平成 25 年 2 推進拠点の代表研究者 広島大学東 4 人
月 19 日との 打 ち合わ せ (4)（ 非 広 島 キ ャ ン
公開）パス
平成 25 年 4 理研 QBiC の研究室の 大阪大学バ 4 人
月 16 日ヒアリング調査(1)（非公 イオ関連多
開）
目的研究施
設
（OLABB）
平成 25 年 4 理研 QBiC の研究室の OLABB
4人
月 16 日ヒアリング調査(2)（非公開）平成 25 年 4 理研 QBiC の研究室の OLABB
4人
月 18 日ヒアリング調査(3)（非公開）平成 25 年 4 理研 QBiC の研究室の OLABB
4人
月 18 日ヒアリング調査(4)（非公- ２２ -

概要
CREST 生命動態の山本雅研究総括に本研究課題の概要の説明。
CREST 生命動態の飯野雄
一代表研究者に本研究課
題の概要の説明。
CREST 生命動態の黒田真
也代表研究者に本研究課
題の概要の説明。
CREST 生命動態の近藤滋
代表研究者に本研究課題の概要の説明。
CREST 生命動態の影山龍一郎代表研究者に本研究
課題の概要の説明。
CREST 生命動態の洪実代表研究者に本研究課題の概要の説明。
推進拠点の井原茂男代表
研究者に本研究課題の概要の説明。
推進拠点の松田道行代表
研究者に本研究課題の概要の説明。
推進拠点の金子邦彦代表
研究者に本研究課題の概要の説明。
推進拠点の楯真一代表研
究者に本研究課題の概要の説明。
理研 QBiC の先端バイオイ
メージング研究チームのヒア
リング。

理研 QBiC の細胞極性制御
研究チームのヒアリング。
理研 QBiC の細胞シグナル
動態研究グループのヒアリン
グ。
理研 QBiC の一細胞遺伝子
発現動態研究ユニットのヒア

開）

リング。

平成 25 年 4 理研 QBiC の研究室の 大阪大学吹 4 人
月 24 日ヒアリング調査(5)（非公 田 キ ャ ン パ
開）ス
平成 25 年 4 理研 QBiC の研究室の OLABB
4人
月 24 日ヒアリング調査(6)（非公開）平成 25 年 4 理研 QBiC の研究室の 理化学研究 4 人
月 25 日ヒアリング調査(7)（非公 所 発 生 ・ 再
開）
生科学総合
研究センタ
ー
平成 25 年 4 理研 QBiC の研究室の OLABB
4人
月 30 日ヒアリング調査(8)（非公開）平成 25 年 4 理研 QBiC の研究室の OLABB
5人
月 30 日ヒアリング調査(9)（非公開）平成 25 年 5 理研 QBiC の研究室の OLABB
5人
月1日
ヒ アリ ン グ 調 査 (10)（ 非公開）
平成 25 年 5 理研 QBiC の研究室の OLABB
7人
月1日
ヒアリング調査(11)（非公開）平成 25 年 5 理研 QBiC の研究室の 理化学研究 4 人
月2日
ヒ アリ ン グ 調 査 (12)（ 非 所 発 生 ・ 再
公開）
生科学総合
研究センタ
ー
平成 25 年 5 理研 QBiC の研究室の 理化学研究 4 人
月7日
ヒ アリ ン グ 調 査 (13)（ 非 所 横浜 キ ャ
公開）ンパス
平成 25 年 5 理研 QBiC の研究室の 理化学研究 4 人
月9日
ヒ アリ ン グ 調 査 (14)（ 非 所 発 生 ・ 再
公開）
生科学総合
研究センタ
ー
平成 26 年 1 第１回生命動態システム 理化学研究 16
月7日
科学のデータベース統 所 発 生 ・ 再合化 プロジェクトグル 生科学総合ープ・ミーティング（非公 研 究 セ ン タ
開）ー

平成 26 年 9 CREST 生命動態の研 東京大学浅 2 人
月5日
究課題のヒアリング調査 野 キ ャ ン パ（1）（非公開）ス- ２３ -

理研 QBiC の細胞場構造研究ユニットのヒアリング。
理研 QBiC の一細胞質量分
析研究チームのヒアリング。
理研 QBiC の無細胞タンパ
ク質合成研究ユニットのヒア
リング。

理研 QBiC の多階層生命動態研究チームのヒアリング。
理研 QBiC のナノバイオプ
ローブ研究チームのヒアリン
グ。
理研 QBiC の細胞動態計測研究グループのヒアリング。
理研 QBiC の生化学シミュ
レーション研究チームのヒア
リング。
理研 QBiC の集積バイオデバイス研究ユニットのヒアリン
グ。

理研 QBiC の生体分子構造動態研究チームのヒアリン
グ。
理研 QBiC の合成生物学研
究グループのヒアリング。

我が国の生命動態システム
科学の中核的な研究者で構成されるプロジェクト・グルー
プのメンバーに、当プロジェ
クトの進捗状況を説明し助言を受けるための全体ミー
ティング
CREST 生命動態の黒田真也研究代表者の研究室のヒアリング。

平成 26 年 9 CREST 生命動態の研 東京大学浅 2 人
月5日
究課題のヒアリング調査 野 キ ャ ン パ（2）（非公開）ス
平成 26 年 9 CREST 生命動態の研 大阪大学吹 2 人
月 12 日究課題のヒアリング調査 田 キ ャ ン パ（3）（非公開）ス
平成 26 年 9 推進拠点のヒアリング調 京都大学吉 3 人
月 16 日査（1）（非公開）
田キャンパ
ス
平成 26 年 9 CREST 生命動態の研 京都大学吉 2 人
月 16 日究課題のヒアリング調査 田 キ ャ ン パ（4）（非公開）ス
平成 26 年 10 CREST 生命動態の研 慶應義塾大 5 人
月1日
究課題のヒアリング調査 学信濃町キ（5）（非公開）ャンパス
平成 26 年 10 推進拠点のヒアリング調 東京大学先 2 人
月 17 日査（2）（非公開）
端科学技術
研究センタ
ー
平成 26 年 10 推進拠点のヒアリング調 東京大学駒 2 人
月 17 日査（3）（非公開）
場キャンパス
平成 26 年 10 国内研究室のヒアリング 大阪大学豊 3 人
月 23 日
調査(1)
中キャンパ
ス
平成 26 年 10 推進拠点のヒアリング調 広島大学東 15 人
月 24 日査（4）（非公開）
広島キャン
パス

CREST 生命動態の飯野雄
一研究代表者の研究室のヒアリング。
CREST 生命動態の近藤滋
代表研究者の研究室のヒアリング。
松田道行代表研究者の推進拠点のヒアリング。
CREST 生命動態の影山龍一郎代表研究者の研究室のヒアリング。
CREST 生命動態の洪実代
表研究者の研究室のヒアリング。
井原茂男代表研究者の推進拠点のヒアリング。

金子邦彦代表研究者の推進拠点のヒアリング。
杉山和靖研究室のヒアリン
グ。
楯真一代表研究者の推進
拠点のヒアリング。

§７ ユーザー評価結果への対応①実施済み
登録されている遺伝子を把握できるように、全データを表示するボタンを付加している。また、フォームの入力補完機能により遺伝子の頭文字で検索できるようになっている。
ほかのモデル生物やヒトのオーソログ遺伝子へのリンクについては、WDDD の全定量データを網羅している SSBD データベースに、Ensembl (http://www.ensembl.org) に登録されたヒトおよびマウスのオーソログ遺伝子の情報を表示できるようにリンクを付加し、複数のデー
タベースに格納されている情報の統合をはかった。
上記のオーソログ遺伝子へのリンクは、限定的な情報との統合に過ぎない。これを更に柔軟なものにするために、定量データのメタ情報を RDF で記述できるよう、SSBD データベースに格納されているデータの形式である BDML を拡張した（最新バージョン：0.2）。
②実施予定
登録数については、線虫の初期胚における 455 遺伝子に対する RNAi 胚の 2 次元細胞分裂動態 1330 セットを含む、データの追加を予定している。
また SSBD データベースに格納しているデータの RDF 化を計画しており、ほかのデータベースとの統合化をより一層はかっていく予定である。
以上- ２４ -

別紙１ 構築、公開したデータベース等研究代表者名：研究開発課題名：

大浪 修一
生命動態システム科学のデータベースの統合化

公開日

レコード数

レコード数の定義、説明等

NBDCアーカイブへのデータ提供

生命動態の定量データとその取得に
http://ssbd.qbic.
利用した動画像に対するデータベー
riken.jp/ス

2013年9月2日

定量データ：318(64,216,116件)
画像データ：187(約2,212,480枚）

定量データ：メタ情報別の定量データの数（件数：定量データに含まれる時間別に観測された物[例えば核や細胞]の総数）
画像データ：SSBDに登録されている定量データの作成に用いられたタイムラプス画像セット数（枚数：焦点面と時間別の画像の総数）

提供相談中

線虫C.elegansのRNAi胚における細Worm Developmental
http://so.qbic.ri
胞分裂の時空間動態の定量データ
Dynamics Databaseken.jp/wddd/に対するデータベース

2012年5月18日

定量データ：186(75,955件)
画像データ：186(約1,227,600枚）

定量データ：定量データを計測した初期胚の数
画像データ：初期胚に対する3次元タイムラプス画
像セット数[1セットあたり：66焦点面 x 約100時点 =6600枚]

対象外

名称

Systems Science of
Biological Dynamics(SSBD) Database

概要

URL

備考

SSBDに同一のデータが格納されているため対象外としている。