Microsoft PowerPoint - 講習会 東北大学-村上分_v2.pptx

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1 2012/11/3( 土 ) 第 2 回データベース講習会 創薬研究のためのデータベース講習会 東北大学 統合データベースポータルサイトタルサイト MEDALS の活用 産業技術総合研究所バイオメディシナル情報研究センター村上勝彦 1

2 内容 日本の統合データベースプロジェクト データベースカタログ 横断検索 アーカイブ 具体的なツールの紹介 mypresto PubMedScan 実習 2

3 背景 : 統合データベースの必要性 H21 統合データベースタスクフォース報告書より 3

4 日本の統合データベース整備のロードマップ 現在 内閣府 HP 資料 統合データベースタスクフォース報告書 (H21) より 日本の生命科学データベース政策の流れ 4

5 経済産業省ライフサイエンスデータベースプロジェクト (H23 年度 ~) 総合科学技術会議 ( 文科省 ) 科学技術振興機構 (JST) バイオサイエンスデータベースセンター (NBDC NBDC) 経済産業省厚生労働省 DB DB DB DB 農林水産省 DB DB DB DB DB DB DB DB DB DB DB 経済産業省の関連機関 プロジェクトのデータベースの統合 5

6 本プロジェクトの実施内容 ポータルサイトの構築 成果物情報の整理 各種サービスの提供 横断検索 他省庁と連携 MEDALS は METI Database portal for Life Scienceの略 MEDALSトップ画面 ( ポータル ) アーカイブ構築 データ公開促進 公開維持活動 6

7 4 省バイオ系 DB 統合 :2011(H23) から 情報管理 55(5), , doi: /johokanri ( 7

8 JST バイオサイエンスデータベースセンター (NBDC) 2011 年 4 月設置 8

9 MEDALS コンテンツ : 成果物の便覧 77 件 1 データベース便覧 5 統合データベース 76 件 2 ツール便覧 6 検索 53 件 3 プロジェクト便覧 7 MEDALS ツール 4 ダウンロードページ ( データアーカイブ ) 8 リンク集 9

10 経産省関連のプロジェクト 成果物の例 プロジェクト名称 ( 成果物 ) 開始終了概要 遺伝子多様性モデル解析事業ヒトのモデル疾患における ( 遺伝子多様性データベースなど ) 遺伝子多型情報の取得と解析 生体高分子立体構造情報解析 (mypresto) 膜タンパク質及び関連複合体の立体構造 機能解明 タンパク質機能解析事業 (Human Gene and Protein Database (HGPDなど)) ヒト完全長 cdnaを活用 蛋白質の機能解析 植物の物質生産プロセス制御基盤技術開発 (KaPPA-Viewなど) ゴム 紙 お茶などの原料を生産する植物の生産プロセスを解析 10

11 内容 日本の統合データベースプロジェクト データベースカタログ 横断検索 アーカイブ 具体的なツールの紹介 mypresto PubMedScan 実習 11

12 便覧の内容 : データベース ツールの場合 説明 入力例 データ総量 更新頻度 利用 ID 論文等 12

13 便覧の内容 : プロジェクトの場合プロジェクト年度成果物名 13

14 プロジェクトから複数の成果物へ プロジェクト詳細 関連成果物要約 つづく 14

15 成果物から複数のプロジェクトへ 関連プロジェクト 15

16 DB カタログの統合 経産省関連 (MEDALS) ライフサイエンス統合データベースセンター (DBCLS catalog) NBDC-WINGpro 農林水産生物ゲノム情報統合データベース (AgriTOGO) 医薬基盤研 (NIBIO) 収録データベース : 約 1,200 件 ( 国内 600 件以上 於 :2012 年 7 月 ) integbio 16

17 バイオサイエンスデータベースセンター NBDC データベースカタログ ( 17

18 内容 日本の統合データベースプロジェクト データベースカタログ 横断検索 アーカイブ 具体的なツールの紹介 mypresto PubMedScan 実習 18

19 検索機能および統合 DB へのリンク 5 統合 DBへリンク 6 横断検索 / サイト内全文検索 H Invitational database 他省庁との統合 DBへの取り組み : Integbio/ ライフサイエンス統合データベースプロジェクト / 文部科学省統合データベース / 農林水産省統合データベース / 医薬基盤研究所 19

20 MEDALS 横断検索 :DB の中を検索 日本語 / 英語を内部で変換 単語の補完 DB 数 320 件 (2012 年 7 月 ) 20

21 横断検索連携 ( 研究機関乗り入れ ) 図 Sagace ( 医薬基盤研 ) 農業生物資源研 2012 年 6 月 1 日現在 H24 年度追加 H23 年度追加 MEDALS 横断検索 ( 産総研 BIRC) 生命科学 DB 横断検索 (NBDC/DBCLS) JCGGDB 横断検索 ( 産総研 糖鎖医工学センター ) 凡例 被参照のみ 参照 被参照の両方 参照関係参照関係 (H22 年度以前から )(H23 年度追加 ) 参照関係 21 (H24 年度追加 )

22 MEDALS 横断検索の追加機能 (1) 追加キーワードの提案 22

23 追加キーワード機能 は LEGENDA の辞書を利用 LEGENDAとは : PubMed 文献に書かれた遺伝子 遺伝子機能 疾患 または化合物のうち 2つの単語が共起した ( 関連性をもって一緒に出現した ) 文献を探すデータベース 関連性の高い単語ペアの辞書 検索へ活用 23

24 MEDALS 横断検索の追加機能 (2) 同義語検索例えば キーワード プロテアーゼ で検索する ペプチダーゼ や タンパク分解酵素 なども検索 検索オプション をクリックし 展開範囲の変更ができる 24

25 横断検索 : 創薬関連キーワード集 この辺から入る 25

26 横断検索 : 創薬関連キーワード集 クリックだけで検索できるクだけ どんなDBのページがヒットするかをみて DBの勉強にもなる 26

27 内容 日本の統合データベースプロジェクト データベースカタログ 横断検索 アーカイブ ( データ公開 維持 ダウンロード ) 具体的なツールの紹介 mypresto PubMedScan 実習 27

28 MEDALS コンテンツ : アーカイブ 1 データベース便覧 5 統合データベース 2 ツール便覧 6 検索 3 4 プロジェクト便覧 7 MEDALSツール ダウンロードページ ( データアーカイブ ) 8 リンク集 28

29 アーカイブ内容 (2012 年 11 月 ) mypresto: 医薬品開発支援用分子シミュレーション計算ソフトおよびデータベースの集合体 PubMedScan: 新規関連文献お知らせツール (local 版 ) PMID-Extractor: PDF から PubMed IDを取得するツール Grisk: 遺伝疾患の遺伝的リスクを算出 HapRisk: 遺伝子型から表現型の発現確率を算出 プロジェクト報告書 経産省統合 DBプロジェクト (H20 21) ゲノム情報統合プロジェクト (H17 H19) 遺伝子多様性モデル解析事業 (H13 H17) バイオインフォマティクス関連データベース整備 (H12 H16) H16) 機能性 RNAプロジェクト (H18 20の中間報告書) 29

30 NBDC アーカイブサイト データベースのアーカイブは MEDALS でなく ここで公開する ( biosciencedbc 掲載 取得は無料 データは手元にあるが どう公開したらいいかわからない場合 ここでの公開を相談できる 作業の一部など公開までをサポートする ( 解析はしない ) アップデートは要相談 30

31 NBDC サイトで初公開した DB の例 :CIEST データベース名 :CIEST 概要 : トコジラミ器官 ESTデータベーストコジラミ Cimex lecularius のさまざまな器官や体全体に発現する遺伝子配列 (EST) のデータベース連携 : NBDC 現状 : NBDCより公開済み アーカイブ説明 仕様検討 事前協議 アーカイブファイル作成 アーカイブ内容確認 データ引 メタデータ メタデータ データ引 き渡し 作成 内容確認 き渡し 許諾決定 ( 寄託 利用 ) Comparative transcriptomics of the bacteriome and spermalege of the bedbug Cimex lectularius (Hemiptera: Cimicidae) Appl Entomol Zool

32 成果報告書ダウンロードページ 機能性 RNA プロジェクト 32

33 内容 日本の統合データベースプロジェクト データベースカタログ 横断検索 アーカイブ 具体的なツールの紹介 mypresto PubMedScan 実習 33

34 mypresto : タンパク質等のモデリング 膜タンパク質等のシミュレーション 薬物ドッキング スクリーニングのためのプログラム群 LigandBox: 化合物データベース蛋白質データベース tplgene/tplgenel : 分子 ( 蛋白質 低分子 ) の準備 mypresto cosgene : 構造探索エンジン 構造探索 ツール 蛋白質などのモデリング膜蛋白質の計算 MTS/DSI : スクリーニング 薬物ドッキングsievgene : ラフなドッキング 長時間シミュレーション 情報解析 tplgene/tplgenel トポロジー生成エンジン ( 蛋白質 低分子 ) 薬物スクリーニング sievgene cosgene 各種ツール ラフスクリーニングのためのドッキングエンジン MD 計算による構造探索エンジン cosgene の計算結果の解析ツール etc. page34

35 化合物 3 次元構造データベース :LigandBox の構築 1000 万件の化合物情報の作成 データベースの構築と配布 市販化合物は全世界で 700 万件 数百社がカタログ ( 化合物の 2 次元の絵 ) とともに販売している 化合物カタログ情報 mypresto で 3D 化し 電荷も付与 ( 水素 異性体も発生させる ) In silico スクリーニングソフトウェア LigandBox 約 1200 万化合物 3 次元化されたリアルな分子のデータベースを配布 35

36 1 タンパク質ー化合物ドッキング計算の概要 入力分子 (input molecule) 配座の発生 (conformer generation) 蛋白質への結合 (attach each conformer) 最適な複合体モデルの選択 相互作用の見積もり (evaluate protein ligand interaction) 蛋白質ー薬物の結合エネルギー vdw interaction, Coulomb interaction, ( ドッキングスコア ) を計算する Hydrogen bond, etc. 36

37 sievgene: 精度比較調査 1mrk:rmsd=0.77Å 132 種類の蛋白質での複合体再現テスト 56 % の確率で成功 (RMSD < 2.0Å). この範囲が正解同一条件で : RMSD<1A Gold:56% 1A<RMSD<2A FlexX:51% 2A<RMSD<3A DOCK:39% RMSD>3A 1kjp:rmsd=2.93Å 世界の一般的な商用ソフトと同レベルの精度 : 速度は 倍高速 1lic:rmsd=1.60Å 37

38 MEDALS コンテンツ : MEDALS ツール 1 データベース便覧 5 統合データベース 2 ツール便覧 6 検索 3 4 プロジェクト便覧 7 MEDALSツール ダウンロードページ ( データアーカイブ ) 8 リンク集 38

39 MEDALSコンテンツ : 新規文献お知らせツール (PubMedScan) PubMedScan の特徴 キーワードからでなく 手持ちの文献から似たものを探す ( キーワードの検討不要 キーワードだけでは漏れがある ) 文書間類似度の指標は PubMed Related Articles 似た文献のリスト 新規文献中から手持ちの文献に近いものを毎日レポート ウェブ ブラウザ上で利用ブラウザ 39

40 PubMedScan の使い方 ( ユーザ登録 ) Login 名 アドレス パスワードを入れる ボタンを押す 40

41 PubMedScan の使い方 ( 文献登録 ) 関心のある論文を PubMed ID で登録する PMIDリスト取得ツール PMID Extractor 手持ちの論文 PDF ファイルを入力 PubMedでキーワードを入力 MEDALSの便覧からダウンロード可能 PMID Extractor の画面 41

42 PubMedScan のレポート画面 PubMed へリンク タイトル, 著者, 出版日 TOPIC, PMID, PubMed 登録日 雑誌名, ヒットスコア 42

43 新着データお知らせツールBioDBScan 世界のデータベースの新着データの情報をタの情報を 電子メールで配信するサービス ユーザ新規登録 2012 年 3 月公開予定 43

44 新着データお知らせツールBioDBScan 検索クエリIDの登録例 検索クエリ ID の登録 検索クエリ ID の一覧 検索の試行 毎週月曜日にリンク一覧が電子メールで配信される 44

45 An article about MEDALS portal site 実験医学増刊号 Vol.29 No.15 Published on September 5,

46 内容 日本の統合データベースプロジェクト データベースカタログ 横断検索 アーカイブ 具体的なツールの紹介 mypresto PubMedScan 実習 46

47 実習 :DB カタログ キーワードや分野から使えそうなDBを探す biosciencedbc キーワードや分野の選択は 自分の関係で 47

48 実習 :MEDALS 横断検索 1.MEDALS 横断検索を使う 単語のあとの空白文字をいれる 英数字のみ ( ) キーワード例 :IL1<space> IL2<space> など 2. 検索オプション で条件を変更する ( キーワードはなんでもよい ) 2. 創薬キーワード集のワードをクリックする 48

49 実習 PubMedScan PubMed の関連文献をウォッチする 使用法をみる 登録する アカウントをつくる サンプルの文献 (PMID) をいれる samples html 49

50 御清聴 有り難うございました アンケートにご回答ください 退出時に受け付けテーブルか スタッフへお渡しください 50