2021年6月24日 【理研】脳の全細胞を解析するクラウドシステムの開発 日本発の全脳全細胞データ解析PF

理化学研究所(理研)などの研究グループは、全脳全細胞解析を可能にするプラットフォームであるクラウドシステム「CUBIC‐Cloud」を開発した。脳全体の遺伝子の働きやネットワーク構造などの膨大な3次元データをクラウド上で保管・解析し、データ駆動型の神経科学を推進するための基盤技術として、神経科学の発展に大きく貢献するものと期待される。

このシステムを開発したのは、理研生命機能科学研究センター合成生物学研究チームの真野智之研修生(研究当時)、山田陸裕上級研究員、上田泰己チームリーダー、東京大大学院医学系研究科機能生物学専攻システムズ薬理学教室の史蕭逸助教らの共同研究グループ。

ここ数年、生体組織を3次元的に観察することを可能にするさまざまな組織透明化技術が発表されている。上田泰己チームリーダーらは、2014年に第一世代CUBIC技術を発表した。その後、組織透明化・3次元観察技術の発展により、神経科学の研究でマウス全脳の高解像な画像を取得することが普及してきた。

しかし、このような研究のなかで、大量の画像データを効率的に解析し、さらには他の研究者と共有するためのソフトウェアがしばしばボトルネックとなっていた。

全脳データを用いたDマイニングの可能性を提供

CUBIC‐Cloudは、組織透明化技術である「CUBIC」で得られた全脳全細胞データを取り込み、複数の脳画像の位置合わせ(レジストレーション)、定量解析、可視化といった機能を、ユーザーにとっての使いやすさを重視し、情報の提示において、マウスなどによる画面上の簡単な操作によって指示を送ることができるようにした手法であるグラフィカルユーザーインターフェースとともに提供する。

全ての計算はクラウドで実行されるため、強力な計算機環境を持たない研究者でも使用可能。また、CUBIC‐Cloudで実行した解析結果はクラウドを通じて世界の研究者に共有・公開することができ、将来的には多数の全脳データを用いたデータマイニング(研究対象に関する精密で大量の系統的データの解析から新しい知識を得る研究手法)の可能性を提供する。

この研究は、科学雑誌『Cell Reports Methods』(6月21日付:日本時間6月22日)に掲載された。

 


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