通知

国立先进产业科学技术研究院[会长：中钵良二]（以下简称“AIST”）成立于2016年7月29日“AIST/早稻田大学生物系统大数据分析开放创新实验室”（AIST-早稻田大学计算生物大数据开放创新实验室； CBD-油）与早稻田大学[校长 Kaoru Kamata]（以下简称“早稻田大学”）共同成立。产业技术研究院开放创新实验室 (OIL)CBBD-OIL是AIST第四次中长期计划（FY2015-FY2031）中提倡的“桥梁建设”的新型研究组织形式，CBBD-OIL是其第四个项目。此外，CBBD-OIL将是第一个与私立大学联合成立的组织。

目前，全球生物技术与信息技术的结合有望应用于多种行业，包括制药、食品、化工领域。近年来，实验技术和设备的进步加速，DNA在细胞、生物体、群体等各个层面上得到了广泛应用。RNA，蛋白质等各层生物数据呈指数级增长。为了有效地利用这些不断增加的生命数据，创造对生命、医学和健康行业有用的知识，我们必须开发能够快速显示结果的最佳信息分析技术，以便在全球竞争的制药和健康行业中获得优势。

早稻田大学积累了日本最大规模的单细胞分析技术，分析单个细胞的行为，全面测量人类肠道菌群和海洋生物（海绵等）共生菌群的整个基因组宏基因组分析通过单细胞分析对活体组织（例如器官）中的少量组织进行连续近距离获取技术。我们还擅长超高速测序仪数据的信息分析技术以及 RNA 序列的功能、结构和相互作用的预测。另一方面，AIST拥有高速高精度比较大规模基因组序列的信息分析技术，可有效发现导致疾病的基因功能和基因组突变，以及可高精度检测因疾病而发生的基因组修饰异常的信息分析技术。这些技术处于世界领先水平。此外，作为一种系统生物学方法，我们在网络建模信息分析技术的研究和开发方面取得了许多成果，该技术可以根据基因表达数据等数值数据来估计细胞内基因和蛋白质之间的相互作用。

AIST 和早稻田大学最近在早稻田大学西早稻田校区建立了一个新的 AIST 基地（CBBD-OIL），并将通过将早稻田大学掌握的日本领先的生物系统大数据与 AIST 和早稻田大学的信息分析种子技术相结合，进行旨在理解生物现象作为一个系统的机制、阐明疾病机制并为最终的个性化医疗做出贡献的研究和开发。此外，通过构建产学官网络，加强以私营企业参与为桥梁的基础研究，研究和开发将成为全球标准的尖端生物信息分析技术。

AIST/早稻田大学生物系统大数据分析开放创新实验室 (CBBD-OIL)

1) 从单细胞数据阐明疾病发病机制
我们将迅速致力于开发信息分析技术，用于大规模并行分析基因组序列和RNA信息，该技术已开始用于单细胞分析。具体来说，非编码 RNA (ncRNA)在内的一般RNA，通过结合深度学习等尖端机器学习方法来开发预测RNA与其他生物聚合物之间相互作用的方法。通过将单细胞数据与疾病和健康联系起来，我们的目标是阐明各种生物现象，包括疾病的发病机制。

2) 根据微量组织数据开发组织/生物建模技术
为了阐明组织内单个细胞的动态，我们将发展信息技术，全面分析在少量组织中测量的整个组织切片的综合表达数据和位置信息数据。具体来说，我们将开发使用微分方程模型和统计模型的定量基因表达控制结构，以及根据细胞内因子量和三维位置信息估计细胞内机制的技术。这导致芯片上的器官/组织随着技术的不断发展，我们的目标是创建一种信息分析方法，该方法将成为适用于芯片上组织分析数据的全球标准。

3) 开发从肠道菌群数据中识别疾病相关因素的技术
我们将开发一种新的信息分析技术，整合和分析与疾病相关的肠道菌群数据和与疾病相关的各类生物信息。使用开发的方法，我们将阐明该疾病特有的肠道状况，并确定导致该疾病的因素。此外，着眼于未来的个性化医疗时代，我们将开发有效压缩大量单独测量的个体肠道菌群数据的方法，以及保护个人信息所需的算法。

4) 开发数据准备和分析技术，以从海洋宏基因组数据中发现新的基因组资源
我们将利用尖端数学和信息学技术开发 DNA/RNA 序列信息分析的基础技术，并从包含多种基因组数据的海洋宏基因组数据中快速获取对药物发现和医学有用的遗传信息。此外，可以表达构成此基础的个体的多样性参考基因组

2016 年 7 月 29 日星期五，在早稻田大学西早稻田校区成立的“AIST-早稻田大学生物系统大数据分析开放创新实验室”(CBBD-OIL) 举行了开幕仪式。

中钵会长致辞并说明成立目的后，早稻田大学校长蒲田薰致辞，经济产业省、文部科学省、学术界、产业界等嘉宾致贺词，随后蒲田校长与中钵会长举行了签字仪式。

随后，在对三个实验室进行了业界瞩目的讲座后，由被任命为实验室主任的早稻田大学 Haruko Takeyama 教授和被任命为副实验室主任的 AIST 企划主任 Yukiyo Yuya 阐述了 CBBD-OIL 研究方向。

开幕式非常成功，众多相关方和学生出席，足见对实验室的高度期望。

签约仪式

纪念照

◆开放创新实验室（OIL）

该项目是经济产业省于 2016 年启动的“开放创新竞技场”项目的一部分。AIST 以优秀的基础研究为基础，在拥有技术种子的大学和其他机构设立研究基地，大学和 AIST 深入、系统地开展研究，旨在加速技术的实际应用和“桥梁建设”，并加强旨在引导“桥梁建设”的基础研究。迄今为止，2016年4月，与名古屋大学合作成立了产研院/名古屋大学氮化物半导体先进器件开放创新实验室（GaN-OIL），2016年6月成立了产研院/东京大学先进操作数测量技术开放创新实验室（OPERANDO-OIL），同月，与东北大学合作成立了产研院/东北大学开放创新实验室。我们建立了“数学先进材料建模开放创新实验室”（MathAM-OIL）。[返回来源]

◆RNA，非编码RNA（ncRNA）

它是一种核酸。细胞内部有信使RNA（mRNA）和非编码RNA（ncRNA），前者复制DNA中的遗传信息并翻译成蛋白质，后者不翻译成蛋白质。在ncRNA中，有作为核糖体主要成分的核糖体RNA（rRNA）、将氨基酸转运至核糖体的转移RNA（tRNA），以及与特定其他基因的mRNA具有互补序列并具有抑制这些基因表达的功能的微小RNA（miRNA）。最近，比这些ncRNA相对较长的长非编码RNA（lncRNA）的功能引起了人们的关注。特别是，它被认为通过与细胞内其他细胞内物质相互作用来调节基因表达，并且正在进行大量研究来阐明其功能。[返回来源]

◆宏基因组分析

人类肠道、海洋、土壤等环境中存在着各种各样的微生物，但根据传统的培养方法很难识别出单个微生物物种。最近，人们进行了宏基因组分析，直接从环境样本中收集微生物的DNA信息，并对它们进行整体测序。通过分析宏基因组分析获得的DNA信息，可以研究微生物群落，并可以从难以培养的难培养细菌的基因组信息中获得有用的遗传信息。
环境中存在的99%以上的细菌都难以培养，而且寻找能够产生对生物制药行业有用的物质的基因也极其困难。预计对大量宏基因组数据的有效分析将能够有效地搜索有用的基因。[返回来源]

◆参考基因组

为了从实验中获得的原始基因组序列数据中获得有用的知识，需要基因组序列信息进行比较。根据新获得的序列数据，我们能否找出序列数据所在的环境或细胞中具体发生了什么，以及原因是否在于DNA序列？用于此比较的序列称为参考基因组。序列分析需要多次比较和验证。因此，每个物种或在某些情况下个体的基因组序列被用作参考基因组。[返回来源]