WO2016208623A1 - 実験データ管理システム、方法、および、プログラム - Google Patents

実験データ管理システム、方法、および、プログラム Download PDF

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WO2016208623A1
WO2016208623A1 PCT/JP2016/068520 JP2016068520W WO2016208623A1 WO 2016208623 A1 WO2016208623 A1 WO 2016208623A1 JP 2016068520 W JP2016068520 W JP 2016068520W WO 2016208623 A1 WO2016208623 A1 WO 2016208623A1
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experimental
experiment
sample
chain
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Inventor
町田　雅之
彰 大山
崇 久保
Original Assignee
国立研究開発法人 産業技術総合研究所
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor

Definitions

  • the present invention relates to an experimental data management system, method, and program.
  • Patent Document 1 has a problem that although information about individual experiments can be obtained, a function for visually displaying the chain of experiments is not provided.
  • the conventional system as shown in patent document 2 can display the pathway of the metabolic pathway of protein visually, for example, it traces the origin of experiment data, and is formed by the coupling
  • base sequence information which is genome / gene information
  • amino acid sequence information which is protein information
  • simulation is performed virtually in a computer using such data.
  • Experiments ie, in silico experiments
  • the in silico experiment is indispensable for improving the efficiency of research and development in the biotechnology field as an experiment that complements or extends the wet experiment, which is an experiment using a real sample.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is provided with a function for displaying an experimental chain path network formed by combining and chaining experiments by tracing the origin of experimental data, and managing experimental data.
  • the object is to provide a system (Experimental Data Manager; hereinafter referred to as “EDM”), a method, and a program.
  • EDM Experimental Data Manager
  • the present invention has been made to achieve the above-described object, and can be realized, for example, as the following form.
  • One embodiment of the present invention is a system for acquiring and displaying experimental chain path network information from an experimental information database comprising experimental units including input sample information and output sample information, comprising input means and display means.
  • the input means inputs the starting sample information and the chain stage number information for designating how many experimental units are displayed before and after the starting sample, and the input sample information that matches the starting sample information and / or
  • the experimental chain path network information for the number of stages specified by the chain stage number information or the number of stages set in advance for the input sample information and / or the information of the experimental units linked via the output sample information starting from the output sample information
  • the experiment chain path network information is displayed on the display means. That.
  • Another embodiment of the present invention relates to a system according to the one embodiment, wherein the experimental unit further includes protocol information.
  • the experimental unit may further include at least one of experimental parameter information, medium / reagent / primer information, and apparatus / device information.
  • the experimental unit includes both a wet experimental unit and an in silico experimental unit. Details of the coupling and chaining of the wet experiment and the in silico experiment will be described later.
  • Another embodiment of the present invention relates to a method having substantially the same contents as the above system and a program for realizing the method by a computer.
  • the system of the present invention it is possible to acquire the information of the experimental units linked through the input sample information and / or the output sample information as the required number of stages as the experimental chain path network information.
  • Various useful information can be searched by tracing the chain route network.
  • wet experiments and in silico experiments can be integrated and managed, and mutual organic cooperation can be realized, and both can be operated and searched seamlessly.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the system of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram conceptually showing an experimental unit as a basic unit of data according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3A is a flowchart showing an experiment information data search process by the server according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3B is a flowchart showing search / display processing of the experimental chain route network by the user terminal according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating the formation of a chain between experiments according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing an experimental chain route network according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the system of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram conceptually showing an experimental unit as a basic unit of data according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3A is a flowchart showing an experiment information data search process by the server
  • FIG. 6A is a diagram schematically showing a chain from a wet experiment to an in silico experiment according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6B is a diagram schematically illustrating a chain from an in silico experiment to a wet experiment according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram conceptually showing the correspondence between the wet experiment and the in silico experiment.
  • FIG. 8 is a diagram schematically showing an aspect of screen transition from the initial screen (main screen) to the experiment screen when new registration of an experiment is selected.
  • FIG. 9 shows the correspondence between the experiment in the experiment information database and the data of each list constituting the EDM main screen, and the correspondence between the reagent / medium preparation experiment and each data of the reagent / medium list and the reagent / medium preparation protocol list.
  • FIG. 10 is a flowchart for performing new registration of an experiment.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing protocol inheritance and a hierarchical structure.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration thereof.
  • reference numeral 1 denotes a server that manages experimental information and provides experimental information to a user terminal 3 described later via a communication network 2 described later.
  • 2 is a communication network, for example, the Internet.
  • a user terminal 3 includes a user terminal A, a user terminal B, a user terminal C, and the like, and is a computer terminal that can access the server 1 via the communication network 2.
  • the user terminal 3 includes an input device such as a mouse and a keyboard and a display device such as a liquid crystal display.
  • the server 1 provides an environment in which experimental information can be newly registered on the screen of the user terminal 3 while transmitting the experimental information to the user terminal 3 in response to a request.
  • a researcher involved in the project can refer to the experiment information stored in the server 1 via the communication network 2, and the experiment information obtained by each researcher is stored in the server 1. Can be shared.
  • Reference numeral 11 denotes a control unit that executes control of the server 1, control of data flow, search processing requested via the user terminal 3, and the like.
  • Reference numeral 12 denotes an experiment information database storing information on each experiment unit.
  • FIG. 2 is a diagram conceptually showing an experimental unit as a basic unit of data stored in the experimental information database 12 shown in FIG.
  • information included in the experiment unit A stored in the experiment information database 12 includes “input sample information” 20, “protocol information” 30, “experiment parameter information” 40, “medium / reagent / primer”.
  • Each information includes "information" 50, "device / apparatus information” 60, "output sample information” 70, and the like.
  • the “input sample information” 20 is information relating to the starting sample used in Experiment A.
  • the name or identification number of the gene or nucleic acid information on the base sequence of the gene or nucleic acid, information on the protein encoded by the gene or nucleic acid
  • the information includes the storage location of the sample.
  • “Protocol information” 30 is information for defining a processing procedure for an input sample. If the experiment is a wet experiment, the “protocol information” 30 includes procedures for DNA extraction, DNA cloning, DNA ligation and cleavage, DNA sequencing, cell culture, protein production, protein function analysis, etc. It prescribes. If the experiment is an in silico experiment, the “protocol information” 30 includes, for example, simulations of DNA ligation and cleavage, primer design for DNA amplification, prediction of DNA amplification products, assembly of genomic fragments, DNA base sequence It defines an algorithm for annotations that estimate and imply the functions of various units.
  • “Experiment Parameter Information” 40, “Medium / Reagent / Primer Information” 50, “Equipment / Equipment Information” 60 are the experimental conditions such as the experimental temperature and the medium / reagent used in the experiment, respectively, if the experiment is a wet experiment. -Information for defining primers, experimental equipment, etc.
  • the primer is a deoxyribonucleotide having a length of about 10 to 50 bases.
  • the primer is used for DNA amplification by a DNA polymerase.
  • One example of information for defining a primer is the base sequence information of the primer.
  • the “device / apparatus information” 60 is information for defining a computer / software used for analysis.
  • the “output sample information” 70 is information related to the generated substance or data generated in the experiment A, and has the same contents as the “input sample information” 20.
  • wet experiment means an experiment using a real sample.
  • in silico experiment refers to a simulation experiment virtually performed in a computer.
  • the experiment information database may be a form in which all information is stored in one database, or may be divided into arbitrary units and stored in a plurality of databases and integrated.
  • the experimental information database shown here is merely an example, and the present invention is not limited to this.
  • FIG. 3A is a flowchart showing an experiment information data search process in the server 1 shown in FIG.
  • the server 1 receives a search request (including search conditions) for the experimental information database from the user terminal 3 via the communication network 2, and analyzes the received search request. To do.
  • step ⁇ 2 the server 1 proceeds to step ⁇ 3 if the analysis result seeks to form an experimental chain network as will be described later, otherwise proceeds to step ⁇ 4, and sets the search condition.
  • a suitable experiment unit is searched from the experiment information database 12, and the search result is transmitted to the user terminal 3 via the communication network 2.
  • step ⁇ 3 Prior to the description of step ⁇ 3, the network formation of the experimental chain will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing the formation of a chain between Experiment A and Experiment B, with one of the output samples of Experiment A being used as the input sample of Experiment B.
  • the chain of experiments is formed in the form of a mesh forward and / or backward from the starting sample as the starting point.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing an experimental chain path network in which a chain of experiments is formed in a mesh form forward and / or backward.
  • the output sample of experiment B is designated as the starting sample.
  • the range of the experiment chain path network consisting of Experiment A, Experiment D, and Experiment E is designated with Experiment B as the center.
  • step ⁇ 3 the server 1 receives as a search requirement a starting sample and a command specifying how many chains are to be displayed forward and / or backward from the sample, and satisfies the search requirement as shown in FIG.
  • Experimental chain path network information is created, and the experimental chain path network information is transmitted to the user terminal 3 via the communication network 2.
  • a search is performed using a preset default value.
  • the server 1 can also transmit the experimental chain route network information in a form that can be displayed on the user terminal 3 as it is. However, the server 1 can edit and display the experimental chain route network information on the user terminal 3 side.
  • the program may be transmitted to the user terminal 3 together with the experimental chain route network information, and the experimental chain route network information may be displayed on the user terminal 3 using the editing program.
  • FIG. 3B is a flowchart showing a search / display process of the experimental chain route network information in the user terminal 3 shown in FIG.
  • step ⁇ 1 starting point sample information and chain stage number information for specifying the number of experimental units to be displayed before and after the starting point sample are specified, and communication is performed.
  • An experiment chain formation request is transmitted to the server 1 via the network 2.
  • a preset default value is used.
  • the server 1 Upon receiving this experiment chain formation request, the server 1 creates the experiment chain route network information as described above, and transmits the experiment chain route network information to the user terminal 3 via the communication network 2.
  • the user terminal 3 receives the experimental chain route network information transmitted from the server 1 and displays the screen. As described above, for example, in FIG. 5, when the output sample of Experiment B is designated as the starting point sample, and one-stage chain stage number information is designated before and after the starting point sample, the user terminal 3 receives the experiment B.
  • the experiment chain path network in the range of Experiment A, Experiment D, and Experiment E is displayed with the center at the center.
  • the “experiment” constituting the experimental chain path network as shown in FIG. 5 is not only performed in an experiment (typically a wet experiment) in which an actual sample is processed by an experimental device, but is also virtually performed in a computer. In silico experiments are also included. This point will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 6A schematically illustrates a case in which Experiment A corresponds to a wet experiment and Experiment B corresponds to an in silico experiment in FIG. 4, and schematically illustrates a chain from a wet experiment to an in silico experiment.
  • the measurement data for example, information on the base sequence of the gene
  • computer processing is performed in accordance with the protocol (processing algorithm).
  • Analysis data is obtained.
  • Experiment B may be linked to a further in silico experiment using the output sample (analysis data) as an input sample, and if there is a real sample corresponding to the output sample (analysis data), There is also a possibility of linking with a wet experiment using the actual sample as an input sample.
  • FIG. 6B schematically illustrates a case in which experiment A corresponds to an in silico experiment and experiment B corresponds to a wet experiment in FIG. 4, and schematically illustrates a chain from an in silico experiment to a wet experiment. is there.
  • FIG. 7 is a diagram conceptually showing the correspondence between wet experiments and in silico experiments.
  • substances input samples, output samples
  • information input data, output data
  • protocols and algorithms It explains that the experimental device and analysis software can be handled as equivalent, and that both wet and in silico experiments can be handled in an integrated manner.
  • FIG. 8 schematically shows an aspect of screen transition from the initial screen (EDM main screen) to the experiment screen when new registration of the experiment is selected.
  • the outline of each list displayed in a section on the main screen in FIG. 8 will be described below.
  • Sample list> The file that stores the information of the input sample used as the starting material of the experiment and the output sample that is the substance generated by the experiment.
  • the “experiment” is an experiment in which an actual sample is processed by an experimental device.
  • the protocol is information for defining the processing procedure for the input sample, for example, information for defining the procedure for DNA ligation and cutting, and the protocol list stores information on the protocol used for the experiment.
  • File If the experiment is an in silico experiment, it may be a file storing algorithm information used in the experiment.
  • ⁇ List of experiments> Stores information such as “input sample information”, “protocol information”, “experiment parameter information”, “medium / reagent / primer information”, “instrument / equipment information”, “output sample information” for each experimental unit. It is a file. As described above, the “experiment” includes not only an experiment (typically a wet experiment) in which an actual sample is processed by an experimental instrument but also an in silico experiment that is virtually performed in a computer. is there.
  • ⁇ Reagent / medium list> It is a file that stores information on reagents and media used in experiments.
  • ⁇ Reagent / medium preparation protocol list> This file stores protocol information that defines the procedures for preparing reagents and media used in experiments.
  • the reagent / medium preparation experiment is for preparing the reagents and medium required for the experiment by applying the protocols in the reagent / medium preparation protocol list using existing reagents, medium, etc. as starting materials.
  • the culture medium adjustment experiment list is a file that stores information on existing reagents and culture media as well as information on reagents and culture media after preparation.
  • FIG. 9 shows the correspondence between the experiment in the experiment information database and the data of each list constituting the EDM main screen, and the correspondence between the reagent / medium preparation experiment and each data of the reagent / medium list and the reagent / medium preparation protocol list. Is schematically represented.
  • FIG. 10 is a flowchart for a new registration of an experiment. Hereinafter, the new registration work of the experiment will be described with reference to FIG.
  • step ⁇ 1 an input sample and a protocol are selected from each list.
  • the input sample and protocol can be selected by, for example, clicking each list to display a sample screen and protocol screen corresponding to each list and designating necessary items on the screen.
  • step ⁇ 2 it is checked whether or not the selected input sample satisfies the protocol definition. If there is no problem, the process proceeds to step ⁇ 3. If there is a problem, a warning is displayed and the process returns to step ⁇ 1.
  • step ⁇ 3 a reagent and a medium are selected from the reagent / medium list, and the process proceeds to step ⁇ 4. If the reagent / medium to be selected does not exist in the list, the experiment is temporarily stopped, the reagent / medium adjustment experiment is performed, and the necessary reagent and medium are prepared. The experiment can be resumed after registration.
  • step ⁇ 4 it is checked whether or not the selected reagent / medium satisfies the definition of the reagent medium preparation protocol. If there is no problem, the process proceeds to step ⁇ 5, and if there is a problem, a warning is displayed and step ⁇ 3 is displayed. Return to.
  • step ⁇ 5 output samples are generated and registered according to the number of input samples and the number of output samples specified by the protocol, and the experiment is registered in the experiment information database. Note that output samples and the like may be automatically generated, and registration may be automatically performed based on the automatically generated samples.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing protocol inheritance and hierarchical structure. Inheritance of the protocol means a method of generating a modified protocol by modifying a part of the protocol based on the original protocol (original protocol) when a part of the experimental parameter or the like is modified.
  • a viewing restriction function that limits the range of information related to the experiment information database that can be browsed for each user, and the range of information that can be registered and updated for the experiment information database for each user. It is also possible to provide an additional function such as a registration restriction function to be restricted.
  • a browsing restriction table can be stored in the experiment information database.
  • This browsing restriction table is a table that stores a flag (viewable discrimination flag) that determines whether or not browsing is possible for each user with respect to information in a specific range of the experiment information database.
  • a flag viewable discrimination flag
  • a registration restriction table can be stored in the experiment information database.
  • This registration restriction table stores a flag (registration / updatable determination flag) for determining whether or not registration / updating can be performed for each user with respect to information in a specific range of the experiment information database, for example, information about a protocol. It is. This makes it possible to disclose only information that can be registered / updated to the user by referring to the registration restriction table when registering / updating to the experiment information database, or to register / update to the experiment information database by users other than authorized users. Updates can be prohibited.
  • the operation of the system of the present invention can be understood as a computer-implemented method, which can be an embodiment of the present invention. Moreover, although the method implemented by the said computer is implement
  • server 2 communication network 3: user terminal 11: control unit 12: experiment information database 20: input sample information 30: protocol information 40: experiment parameter information 50: medium / reagent / primer information 60: device / apparatus information 70 : Output sample information

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Abstract

実験データの起源をたどることにより、実験同士の結合と連鎖によって形成される実験連鎖経路網を表示する。　実験単位Ａに含まれる情報として、「入力サンプル情報」、「プロトコル情報」、「実験パラメータ情報」、「培地・試薬・プライマー情報」、「機器・装置情報」、「出力サンプル情報」等の各情報がある。実験Ａの出力サンプルの１つが実験Ｂの入力サンプルとして使用される場合に、当該サンプルを仲立ちとして実験Ａと実験Ｂとの連鎖が形成されることから、当該サンプルを起点として実験の連鎖が前方及び後方に網目状に形成されることになる。

Description

実験データ管理システム、方法、および、プログラム
　本発明は、実験データ管理システム、方法、および、プログラムに関する。
　従来、試料（サンプル）情報、実験手順、実験結果等の実験情報をデータベースに格納し、プロジェクトへの関与者が実験情報を共有できるようにしたシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
　また、遺伝子やタンパク質等の相互作用をパスウェイとして視覚表示し、代謝経路等を可視化するようにしたシステムが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００５－１６６０５３号公報 特開２００６－１８５４１２号公報
　しかしながら、特許文献１に示されるような従来のシステムでは、個々の実験についての情報は得られるものの、実験の連鎖を視覚的に表示する機能を備えていないという問題点を有していた。また、特許文献２に示されるような従来のシステムは、例えば、タンパク質の代謝経路のパスウェイを視覚的に表示できるものの、実験データの起源をたどることにより、実験同士の結合と連鎖によって形成される実験連鎖経路網を表示するという機能を有するものではなかった。
　特に、バイオテクノロジー分野においては、ＤＮＡマイクロアレイ、ガスクロマトグラフィーやキャピラリー電気泳動法などと組み合わせた質量分析法（ＧＣ－ＭＳ、ＣＥ－ＭＳ）、次世代シーケンサー（ＮＧＳ）等が実用化されたことで、従来に例をみない革新的な速度でゲノム情報をはじめとする生物情報の蓄積が進んでいる。このような分野の研究開発効率を生物情報の蓄積に即して向上させるためには、蓄積された膨大な量の生物情報を効率よく管理・利用することができるシステムの構築が不可欠である。
　また、ゲノム・遺伝子情報である塩基配列情報、タンパク質の情報であるアミノ酸配列情報等は、計算機による処理が可能なデータとして取り扱えることから、それらのデータを用いてコンピュータ内で仮想的に行われるシミュレーション実験（すなわち、インシリコ実験）も行われている。インシリコ実験は、実物サンプルを用いた実験であるウェット実験を補完又は拡張する実験として、バイオテクノロジー分野における研究開発効率の向上には不可欠である。この目的において、ウェット実験とインシリコ実験で得られる実験結果を統合して管理するシステムが求められているが、そのようなシステムはこれまでに開発されていないのが現状である。
　本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、実験データの起源をたどることにより、実験同士の結合と連鎖によって形成される実験連鎖経路網を表示する機能を備えた、実験データ管理システム（Experimental Data Manager; 以下、「ＥＤＭ」と呼ぶことがある）、方法、および、プログラムを提供することを目的とするものである。
　本発明は、上述の目的を達成するためになされたものであり、例えば、以下の形態として実現することができる。
　本発明の一実施形態は、入力手段と表示手段とを備え、入力サンプル情報及び出力サンプル情報を含む実験単位からなる実験情報データベースから実験連鎖経路網情報を取得し表示するためのシステムであって、前記入力手段により、起点サンプル情報及び該起点サンプルから前後に何段の実験単位を表示するかを指定するための連鎖段数情報を入力し、前記起点サンプル情報と一致する入力サンプル情報及び／又は出力サンプル情報を起点として、入力サンプル情報及び／又は出力サンプル情報を介して連鎖する実験単位の情報を前記連鎖段数情報により指定された段数分又は予め設定された段数分だけ前記実験連鎖経路網情報として取得し、前記実験連鎖経路網情報を前記表示手段に表示する、ことを特徴とするシステムに係るものである。
　また、本発明の他の一実施形態は、前記一実施形態において、前記実験単位は、更に、プロトコル情報を含むことを特徴とするシステムに係るものである。
　また、上記各実施形態において、前記実験単位は、更に、実験パラメータ情報、培地・試薬・プライマー情報、機器・装置情報の少なくとも１つを含むようにしてもよい。
　なお、前記実験単位は、ウェット実験単位及びインシリコ実験単位の双方を包含するものである。ウェット実験とインシリコ実験の結合・連鎖についての詳細は後述する。
　また、本発明の他の実施形態は、上記システムと略同様の内容を有する方法、及び、該方法をコンピュータにより実現するためのプログラムに係るものである。
　本発明のシステムの一実施形態によれば、入力サンプル情報及び／又は出力サンプル情報を介して連鎖する実験単位の情報を必要な段数分だけ実験連鎖経路網情報として取得することができ、前記実験連鎖経路網を辿って各種の有用な情報を検索することができる。
　また、ウェット実験とインシリコ実験とを統合して管理し、相互の有機的な連携を実現することができ、両者をシームレスに操作・検索することができる。
　なお、本発明のシステムを一例に作用効果を説明したが、本発明の方法、及び、プログラムにおいても同様の作用効果を奏するものである。
図１は、本発明のシステムの構成の一例を示すブロック図である。 図２は、本発明の一実施形態のデータの基本単位としての実験単位を概念的に示す図である。 図３Ａは、本発明の一実施形態のサーバによる実験情報データ検索処理を示すフロー図である。 図３Ｂは、本発明の一実施形態の利用者端末による実験連鎖経路網の検索・表示処理を示すフロー図である。 図４は、本発明の一実施形態の実験間の連鎖の形成を模式的に表した図である。 図５は、本発明の一実施形態の実験連鎖経路網を模式的に表した図である。 図６Ａは、本発明の一実施形態のウエット実験からインシリコ実験への連鎖を模式的に表した図である。 図６Ｂは、本発明の一実施形態のインシリコ実験からウエット実験への連鎖を模式的に表した図である。 図７は、ウェット実験とインシリコ実験の対応関係を概念的に表した図である。 図８は、実験の新規登録を選択した場合の初期画面（主画面）から実験画面への画面遷移の態様を模式的に示す図である 図９は、実験情報データベースにおける実験とＥＤＭ主画面を構成する各リストのデータとの対応関係、並びに試薬・培地調製実験と試薬・培地リスト及び試薬・培地調製プロトコルリストの各データとの対応関係を模式的に表した図である。 図１０は、実験の新規登録を行う場合のフロー図である。 図１１は、プロトコルの継承と階層構造を示す模式図である。
　以下、本発明に係るシステム、方法、及び、プログラムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下において説明する実施の形態に限定されるべきではなく、特許請求の範囲の記載に基き解釈されるべきである。また、当業者であれば、他の類似する実施形態を使用することができること、また、本発明から逸脱することなく適宜形態の変更又は追加を行うことができることに留意すべきである。
　本発明の一実施形態は、サーバと利用者端末から構成され、図１はその概略構成を示すブロック図である。図１において、１は、サーバであり、実験情報を管理すると共に、後述する通信ネットワーク２を介して後述する利用者端末３に対して実験情報を提供する。２は、通信ネットワークであり、例えばインターネットである。３は、利用者端末Ａ、利用者端末Ｂ、利用者端末Ｃ等で構成される利用者端末であり、通信ネットワーク２を介してサーバ１にアクセス可能なコンピュータ端末である。なお、利用者端末３は、マウスやキーボードなどの入力装置、液晶ディスプレイなどの表示装置を具備している。
　本実施形態のサーバ１は、実験情報を要求に応じて利用者端末３に送信すると共に、利用者端末３の画面上で実験情報を新規登録可能とするような環境を提供する。これにより、通信ネットワーク２を介して、プロジェクトに関与する研究者が、サーバ１に格納される実験情報を参照することができ、また、各研究者により得られた実験情報をサーバ１に格納して共有することができる。
　図１に示すサーバ１の基本構成について説明する。１１は、制御部であり、サーバ１の制御やデータの流れの制御、利用者端末３を介して要求された検索処理などを実行する。１２は、各実験単位の情報等を格納した実験情報データベースである。
　次に、図１に示した実験情報データベース１２のデータ構成について説明する。図２は、図１に示した実験情報データベース１２に格納されるデータの基本単位としての実験単位を概念的に示す図である。図２に示すように、実験情報データベース１２に格納される実験単位Ａに含まれる情報として、「入力サンプル情報」２０、「プロトコル情報」３０、「実験パラメータ情報」４０、「培地・試薬・プライマー情報」５０、「機器・装置情報」６０、「出力サンプル情報」７０等の各情報がある。
　「入力サンプル情報」２０は、実験Ａで使用される出発サンプルに関する情報であり、例えば、遺伝子または核酸の名称や識別番号、遺伝子または核酸の塩基配列の情報、遺伝子または核酸がコードするタンパク質に関する情報、タンパク質またはペプチドの名称や識別番号、タンパク質またはペプチドのアミノ酸配列の情報の外、サンプルの格納位置等の情報で構成されている。
　「プロトコル情報」３０は、入力サンプルに対する処理手順等を規定するための情報である。実験がウェット実験であれば、「プロトコル情報」３０は、例えば、ＤＮＡ抽出、ＤＮＡのクローニング、ＤＮＡのライゲーションや切断、ＤＮＡのシーケンシング、細胞培養、タンパク質生産、タンパク質機能解析、等のための手順を規定するものである。また、実験がインシリコ実験であれば、「プロトコル情報」３０は、例えば、ＤＮＡのライゲーションや切断のシミュレーション、ＤＮＡ増幅のためのプライマー設計、ＤＮＡ増幅産物の予測、ゲノム断片のアッセンブル、ＤＮＡ塩基配列上の各種単位の機能を推定して意味づけするアノテーション、等のためのアルゴリズムを規定するものである。
　「実験パラメータ情報」４０、「培地・試薬・プライマー情報」５０、「機器・装置情報」６０は、実験がウェット実験であれば、それぞれ、実験温度等の実験条件、実験に用いられる培地・試薬・プライマー、実験機器等を規定するための情報である。ここで、プライマーとは１０～５０塩基程度の長さで構成されるデオキシリボヌクレオチドである。プライマーはＤＮＡポリメラーゼによるＤＮＡ増幅等のために用いられる。プライマーを規定するための情報の一例として、プライマーの塩基配列情報が挙げられる。実験がインシリコ実験であれば、「機器・装置情報」６０は、解析に用いる計算機・ソフトウェアを規定するための情報である。
　「出力サンプル情報」７０は、実験Ａで生成される生成物質またはデータに関する情報であり、「入力サンプル情報」２０と同様の内容を有するものである。
　なお、本明細書において「ウェット実験」とは、実物サンプルを用いた実験を意味する。
　また、本明細書において「インシリコ実験」とは、コンピュータ内で仮想的に行われるシミュレーション実験をいう。
　実験情報データベースは全ての情報を１つのデータベースに納めた形であってもよいし、任意の単位で分けて複数のデータベースに納め、それらを統合する形であってもよい。なお、ここに示した実験情報データベースはあくまでも一例であり、これに限られるものではない。
　次に、図１に示したサーバ１における実験情報データ検索処理について説明する。
　図３Ａは、図１に示したサーバ１における実験情報データ検索処理を示すフロー図である。図３Ａに示すように、まず、ステップα１において、サーバ１は、利用者端末３から通信ネットワーク２を介して実験情報データベースに対する検索要求（検索条件を含む）を受信し、受信した検索要求を解析する。
　次に、ステップα２において、サーバ１は、解析結果が、後述するような実験連鎖のネットワーク形成を求めている場合にはステップα３に進み、それ以外の場合にはステップα４に進み、検索条件に適合した実験単位を実験情報データベース１２から検索し、通信ネットワーク２を介して検索結果を利用者端末３に送信する。
　ステップα３の説明に入る前に、実験連鎖のネットワーク形成について図４及び図５に基づき説明する。
　図４は、実験Ａの出力サンプルの１つが実験Ｂの入力サンプルとして使用される場合の当該サンプルを仲立ちとした実験Ａと実験Ｂとの連鎖の形成を模式的に表した図である。
　前記の仲立ちとなるサンプルを起点サンプルとして指定することにより、当該起点サンプルを始点として実験の連鎖が前方及び／又は後方に網目状に形成されることになる。
　図５は、実験の連鎖が前方及び／又は後方に網目状に形成された実験連鎖経路網を模式的に表した図であり、例えば、図５において、実験Ｂの出力サンプルが起点サンプルとして指定され、起点サンプルから前後に１段の連鎖段数情報が指定された場合には、実験Ｂを中心に実験Ａ、実験Ｄ、実験Ｅからなる実験連鎖経路網の範囲が指定されることになる。
　ステップα３において、サーバ１は、起点サンプルと当該サンプルから前方及び／又は後方に何段連鎖を表示するかを指定する指令とを検索要件として受けとり、当該検索要件を満たす図５に示されるような実験連鎖経路網情報を作成し、通信ネットワーク２を介して当該実験連鎖経路網情報を利用者端末３に送信する。但し、前方及び／又は後方への連鎖段数の指定が行われない場合には、予め設定されたデフォルト値を使用して検索を行う。
　なお、サーバ１は、実験連鎖経路網情報を利用者端末３にそのまま表示できる形で送信することも可能であるが、実験連鎖経路網情報を利用者端末３側で編集・表示するための編集プログラムを前記実験連鎖経路網情報とともに利用者端末３へ送信し、前記編集プログラムを利用して前記実験連鎖経路網情報を利用者端末３に表示させるようにしてもよい。
　なお、編集プログラムを利用する場合、編集プログラムは一度利用者端末３へ送信された後は、毎回送信する必要はなくなるので、利用者の要求に応じて必要な場合にのみ送信すれば良い。
　図３Ｂは、図１に示した利用者端末３における実験連鎖経路網情報の検索・表示処理を示すフロー図である。図３Ｂに示すように、まず、ステップβ１において、利用者端末３から、起点サンプル情報及び起点サンプルから前後に何段の実験単位を表示するかを指定するための連鎖段数情報を指定し、通信ネットワーク２を介してサーバ１に実験連鎖形成要求を送信する。なお、連鎖段数情報の指定が行われない場合には、予め設定されたデフォルト値を使用する。また、同一の起点サンプルが複数存在する場合も想定されるが、そのような場合には、例えば、起点サンプルの候補を一覧表示し、その中から利用者が起点サンプルを選択するようにしてもよい。
　この実験連鎖形成要求を受けて、サーバ１は前述のように実験連鎖経路網情報を作成し、通信ネットワーク２を介して当該実験連鎖経路網情報を利用者端末３に送信する。ステップβ２において、利用者端末３は、サーバ１から送信された実験連鎖経路網情報を受信し、画面表示を行う。前述のように、例えば、図５において、実験Ｂの出力サンプルが起点サンプルとして指定され、起点サンプルから前後に１段の連鎖段数情報が指定された場合には、利用者端末３に、実験Ｂを中心に実験Ａ、実験Ｄ、実験Ｅの範囲の実験連鎖経路網が表示されることになる。
　ここで、図５に示すような実験連鎖経路網を構成する「実験」は、実物のサンプルを実験機器により処理する実験（典型的にはウェット実験）ばかりではなく、コンピュータ内で仮想的に行われるインシリコ実験をも包含するものである。この点につき、図６及び図７に基づき説明する。
　図６Ａは、図４において、実験Ａがウェット実験、実験Ｂがインシリコ実験に相当するケースを模式的に説明するものであり、ウエット実験からインシリコ実験への連鎖を模式的に示すものである。この場合には、実験Ａの出力サンプルの一つである計測データ（例えば、遺伝子の塩基配列の情報）を実験Ｂの入力サンプルとして、プロトコル（処理アルゴリズム）に則った計算機処理を行い、出力サンプル（解析データ）を得るものである。なお、実験Ｂは、当該出力サンプル（解析データ）を入力サンプルとする更なるインシリコ実験と連鎖する可能性があるとともに、当該出力サンプル（解析データ）に相応する実物サンプルが存在する場合には、当該実物サンプルを入力サンプルとするウエット実験と連鎖する可能性もある。
　また、図６Ｂは、図４において、実験Ａがインシリコ実験、実験Ｂがウェット実験に相当するケースを模式的に説明するものであり、インシリコ実験からウエット実験への連鎖を模式的に示すものである。
　図７は、ウェット実験とインシリコ実験の対応関係を概念的に表した図であり、本発明のシステムにおいて、物質（入力サンプル、出力サンプル）と情報（入力データ、出力データ）、プロトコルとアルゴリズム、実験装置と解析ソフトウェアを等価なものとして取り扱うことができ、ウェット実験とインシリコ実験の両者を統合的に取り扱うことが可能であることを説明するものである。
　次に、本発明のシステムを用いて実験を新たに実験情報データベースに登録する態様について、図８及び図９に基づきその概要を説明する。
　図８は、実験の新規登録を選択した場合の初期画面（ＥＤＭ主画面）から実験画面への画面遷移の態様を模式的に示すものである。図８の主画面中に区画表示されている各リストについて、以下、その概要を説明する。
＜サンプルリスト＞
　実験の出発物質として使用される入力サンプル、実験によって生成される物質である出力サンプルの情報を格納したファイルであり、「実験」は、前述のように、実物のサンプルを実験機器により処理する実験（典型的にはウェット実験）ばかりではなく、コンピュータ内で仮想的に行われるインシリコ実験をも包含していることから、サンプルとして、ウエット実験の出発物質や生成物質の外、インシリコ実験の入力サンプル（例えば、遺伝子の塩基配列の情報）や出力サンプル（解析データ）が含まれるものである。
＜プロトコルリスト＞
　プロトコルは、入力サンプルに対する処理手順等を規定するための情報であり、例えば、ＤＮＡのライゲーションや切断のための手順を規定する情報であり、プロトコルリストは、実験に使用されるプロトコルの情報を格納したファイルである。実験がインシリコ実験の場合は、実験に使用されるアルゴリズムの情報を格納したファイルであってもよい。
＜実験リスト＞
　実験単位ごとの、「入力サンプル情報」、「プロトコル情報」、「実験パラメータ情報」、「培地・試薬・プライマー情報」、「機器・装置情報」、「出力サンプル情報」等の各情報を格納したファイルである。なお、「実験」は、前述のように、実物のサンプルを実験機器により処理する実験（典型的にはウェット実験）ばかりではなく、コンピュータ内で仮想的に行われるインシリコ実験をも包含するものである。
＜試薬・培地リスト＞
　実験に使用される試薬や培地の情報を格納したファイルである。
＜試薬・培地調製プロトコルリスト＞
　実験に使用される試薬や培地を調製するための手順等を規定するプロトコル情報を格納したファイルである。
＜試薬・培地調製実験リスト＞
　試薬・培地調製実験は、既存の試薬、培地等を出発材料とし、試薬・培地調製プロトコルリスト中のプロトコルを適用して、実験に必要な試薬や培地を調製するためのものであり、試薬・培地調整実験リストは、既存の試薬、培地等の情報の外、調製後の試薬、培地等の情報をも格納したファイルである。
　なお、各リストの内容の詳細を照会したい場合には、各リストを選択することにより、各リストに対応する画面表示（サンプル画面、プロトコル画面等）を行うことができ、当該画面中で必要な項目を指定することにより、ユーザが必要とする情報を表示させることができ、また、実験情報データベースへの登録設定を行うことができる。
　図９は、実験情報データベースにおける実験とＥＤＭ主画面を構成する各リストのデータとの対応関係、並びに試薬・培地調製実験と試薬・培地リスト及び試薬・培地調製プロトコルリストの各データとの対応関係を模式的に表したものである。
　図１０は、実験の新規登録を行う場合のフロー図である。以下、実験の新規登録作業について、画面遷移については図８を参照しながら、図１０に基づき説明する。
　図１０に示すように、まず、ステップγ１において、入力サンプル、プロトコルを各リスト中から選択する。入力サンプル、プロトコルの選択は、例えば、各リストをクリックすることにより、各リストに対応するサンプル画面、プロトコル画面を表示させ、当該画面中で必要な項目を指定することにより行うことができる。
　次に、ステップγ２において、選択された入力サンプルがプロトコルの定義を充たしているかをチェックし、問題がなければステップγ３に進み、問題があればその旨を警告表示するとともにステップγ１に戻る。
　次に、ステップγ３において、試薬及び培地を試薬・培地リスト中から選択し、ステップγ４に進む。なお、選択すべき試薬・培地がリスト中に存在しない場合には、一旦実験を中断し、試薬・培地調整実験を行って、必要とする試薬及び培地を調製し、それを試薬・培地リストに登録した後に実験を再開すればよい。
　次に、ステップγ４において、選択された試薬・培地が試薬培地作成プロトコルの定義を充たしているかをチェックし、問題がなければステップγ５に進み、問題があればその旨を警告表示するとともにステップγ３に戻る。
　次に、ステップγ５において、入力サンプル数およびプロトコル指定の出力サンプル数に従って、出力サンプルを生成・登録し、実験を実験情報データベースに登録する。なお、出力サンプル等を自動生成するとともに、自動生成されたサンプルに基づき登録を自動的に行うようにしてもよい。
　図１１は、プロトコルの継承と階層構造を示す模式図である。プロトコルの継承とは、実験パラメータ等の一部を改変した際にオリジナルのプロトコル（原始プロトコル）をベースとしてプロトコルの一部を修正し改変プロトコルを生成するという手法を意味する。
　このようなプロトコルの継承を繰り返し行うことにより、原始プロトコルを最も高い階層に割り当て、より低い階層に改変プロトコルを割り当てた階層構造が生成されることになる。
　このように生成された階層構造をプロトコルの指定の際に利用すると、プロトコルの指定を容易に行うことができ、また、階層構造をなすプロトコルに紐付けられた実験間の関連も容易に把握することができる。
　上記のような基本的機能の外に、利用者毎に実験情報データベースに関する情報の閲覧可能な範囲を制限する閲覧制限機能や、利用者毎に実験情報データベースに関する情報の登録・更新可能な範囲を制限する登録制限機能等の付加的機能を設けることも可能である。
　上記閲覧制限機能を実現するために、実験情報データベースに閲覧制限テーブルを格納することができる。この閲覧制限テーブルは、実験情報データベースの特定範囲の情報に対して、利用者別の閲覧可能か否かを定めるフラグ（閲覧可能判別フラグ）を格納するテーブルである。これにより、検索時に閲覧制限テーブルを参照して、検索要求元の利用者に閲覧可能な情報のみを開示する検索結果を出力することができ、閲覧制限テーブルを参照して検索要求元である利用者に閲覧可能な情報のみを、利用者端末３に検索結果として画面表示させることができる。
　また、上記登録制限機能を実現するために、実験情報データベースに登録制限テーブルを格納することができる。この登録制限テーブルは、実験情報データベースの特定範囲の情報、例えば、プロトコルに関する情報に対して、利用者別の登録・更新可能か否かを定めるフラグ（登録・更新可能判別フラグ）を格納するテーブルである。これにより、実験情報データベースに対する登録・更新時に登録制限テーブルを参照して、利用者に登録・更新可能な情報のみを開示することや、権限ある利用者以外の利用者による実験情報データベースに対する登録・更新を禁止することができる。
　本発明のシステムの動作は、コンピュータにより実施される方法として把捉でき、当該方法は本発明の実施形態となり得る。
また、上記コンピュータにより実施される方法は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現されているが、そのプログラム自体も本発明の実施形態となり得る。
　なお、上述の実施形態は、あくまで例示であって、本発明はこれに限られるものではない。
１：サーバ
２：通信ネットワーク
３：利用者端末
１１：制御部
１２：実験情報データベース
２０：入力サンプル情報
３０：プロトコル情報
４０：実験パラメータ情報
５０：培地・試薬・プライマー情報
６０：機器・装置情報
７０：出力サンプル情報

Claims (7)

  1. 　入力手段と表示手段とを備え、入力サンプル情報及び出力サンプル情報を含む実験単位からなる実験情報データベースから実験連鎖経路網情報を取得し表示するためのシステムであって、
    　前記入力手段により、起点サンプル情報及び該起点サンプルから前後に何段の実験単位を表示するかを指定するための連鎖段数情報を入力し、
    　前記起点サンプル情報と一致する入力サンプル情報及び／又は出力サンプル情報を起点として、入力サンプル情報及び／又は出力サンプル情報を介して連鎖する実験単位の情報を前記連鎖段数情報により指定された段数分又は予め設定された段数分だけ前記実験連鎖経路網情報として取得し、
    　前記実験連鎖経路網情報を前記表示手段に表示する、
    ことを特徴とするシステム。
  2. 　請求項１に記載のシステムであって、前記実験単位は、更に、プロトコル情報を含むことを特徴とするシステム。
  3. 　請求項１又は２に記載のシステムであって、前記実験単位は、更に、実験パラメータ情報、培地・試薬・プライマー情報、機器・装置情報の少なくとも１つを含むことを特徴とするシステム。
  4. 　入力サンプル情報及び出力サンプル情報を含む実験単位からなる実験情報データベースから実験連鎖経路網情報を取得し表示するためのコンピュータにより実施される方法であって、
    　入力手段により、起点サンプル情報及び該起点サンプルから前後に何段の実験単位を表示するかを指定するための連鎖段数情報を入力し、
    　前記起点サンプル情報と一致する入力サンプル情報及び／又は出力サンプル情報を起点として、入力サンプル情報及び／又は出力サンプル情報を介して連鎖する実験単位の情報を前記連鎖段数情報により指定された段数分又は予め設定された段数分だけ前記実験連鎖経路網情報として取得し、
    　前記実験連鎖経路網情報を表示手段に表示する、
    ことを特徴とする方法。
  5. 　請求項４に記載の方法であって、前記実験単位は、更に、プロトコル情報を含むことを特徴とする方法。
  6. 　請求項４又は５に記載の方法であって、前記実験単位は、更に、実験パラメータ情報、培地・試薬・プライマー情報、機器・装置情報の少なくとも１つを含むことを特徴とする方法。
  7. 　コンピュータに請求項４～６の何れか１項に記載の方法を実行させるためのプログラム。
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