統合化ゲノムデータベースの開発に関する研究

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本研究は、急速に蓄積するゲノム情報を効率的に管理し、さらにそれらを解析しそこから未知の生物学的知識を引き出すことの可能な統合化ゲノムデータベースの開発を目的として行った。現存のゲノムデータの多くはテキストフォーマット(フラットファイル)のままであり、関係データベースによって管理されているものも一部ある。本研究では、ゲノムデータに共通の特徴を扱う親クラスを頂点に作り、その下に、まず、特に利用頻度が高いと考えられるGenBank、GDB、PIRについてそれぞれに対応したクラスを作り、ゲノム情報を一つのオブジェクト指向データベースの元に統合した。ここで、作成したクラス構造は汎用性があり新しいデータベースを容易に取り込めるように留意した。そのため、GenBankのために生成した約50のクラスのうち、約70%がGDB、PIRのデータを統合するのに再利用できた。また、従来のデータバンクでは、データとその解析ツールが独立に提供されているため非常に使い辛かったが、本研究では、オブジェクトに付随したメソッドとして、現在まで開発されてきた様々な解析ツール群(blast, fastaなど)を再定義し、データベース中に格納した。しかし、本研究の開発はSmalltalk上で行ったため、C言語で実装されている既存のツールに比べて実行速度に関して問題があった。さらに、計算機になじみの薄い生物学者が苦痛なく自由に検索できるよう高機能のグラフィックユーザインターフェイスを開発し、データベース中の全ての情報がマウスのクリックだけで参照できる機能を実現した。また、従来我々が開発してきた演繹データーベースとの統合も行い、ユーザはルール表現に基づいてデータベース検索も可能である。今年度の段階でオブジェクト指向技術を利用したゲノムの統合はほぼ完成したと考えられるので、今後はこれをさらに拡張し、ニューロコンピューティングや遺伝的アルゴリズムの手法をデータベースに統合した知的データベースの開発を目指す予定である。