モルフォバンク
モルフォバンク
開発者モルフォバンクプロジェクト
初回リリース2001
オペレーティング·システムWebベースのアプリケーション
タイプ進化研究、系統学
Webサイトモルフォバンク.org

MorphoBank は、表現型を対象とした系統分類学や分岐論などの共同進化研究のためのウェブアプリケーションです。歴史的に、系統分類学の研究を行っている科学者は、MacClade [ 1 ] 、 Mesquite [ 2 ]、Nexus Data Editor [ 3 ]などの従来のシングルユーザーソフトウェアアプリケーションを使用して、個人または小グループで作業してきました。研究中の仮説が複雑になるにつれて、推定 400 万～ 1 億種の現生種 ( Wilson 2003 、 pp. 77–80) と化石から知られている数千以上の絶滅種の生命の樹を発見するという問題に取り組むために、大規模な研究チームが結成されました。表現型は基本的に視覚的なものであり、表現型に基づく系統研究の規模が拡大し続けているため、[ 4 ]観察結果をラベル付き画像で裏付けることが重要になります。現在広く使用されている従来のデスクトップソフトウェアアプリケーションは、チームベースの研究や画像の操作・保存を強力にサポートするものではありません。MorphoBankは、成長を続けるフェノミクスという科学分野にとって特に重要なツールです。

2001年に開始されたMorphoBankの開発は、米国国立科学財団（NSF）の地球科学、生物科学、コンピュータ・情報科学・工学の各局から資金提供を受けています。MorphoBankに関する科学的研究の重要性は、ニューヨーク・タイムズ（こちらとこちら）をはじめとする多くの出版物で取り上げられています。

利点

生命の樹を構築するために系統発生学を研究する科学者チームは、種に関する観察結果をまとめた大規模なスプレッドシート（​​「マトリックス」と呼ばれる）を作成します。これらのチームは、科学研究プロジェクト期間中、各チームメンバーがチームのデータの単一の安全なコピーに同時にアクセスする必要があります。また、この単一のデータコピーは、データ収集段階で頻繁に変更されます。相同性ステートメントの記録に非常に役立つ画像は、相同性ステートメントが展開するにつれて、表示、ラベル付け、共有する必要があります。デスクトップ環境では、各共同作業者がプロジェクトデータの個別のコピーで作業するため、デスクトップソフトウェアパッケージだけでは、これをスムーズに実現することはできません。ある参加者が行った変更は他の参加者に自動的に反映されず、共同作業者は互いのデータ編集内容を確認することができません。手動で（そして、その手間がかかるため、多くの場合は定期的にしか）単一の「真の」データセットにマージされるまでは。極めて小規模で規律の整ったチームを除けば、ファイルのバージョン管理と複数のデータコピーに加えられた変更の調整は、生産性を著しく阻害する要因としてすぐに現れます。

MorphoBankは、ウェブの普及と、 Ajax、ウェブサービスレイヤー、リッチウェブアプリケーションといった最新のウェブベースアプリケーション技術を活用し、系統研究のためのフル機能かつネットアクセス可能な共同作業空間を提供することで、これらの問題に対処する試みです。特に、MorphoBankは以下のことを容易にします。

morphobank.orgレイアウトの例
  • 分類、特性、標本データ、メディア (画像、ビデオ、オーディオを含む)、系統マトリックス (広く使用されているNEXUSおよびTNT形式のデータを含む)、ドキュメントや遺伝子配列などのその他のデータなど、あらゆる種類のデータを地理的に離れたチーム メンバーと共有します。
  • Web ベースの画像注釈アプリケーションを使用して高解像度の画像にラベルを付けます。
  • ウェブベースの組み込みマトリックスエディターを使用して、系統分類マトリックスなどのプロジェクトデータを共同編集できます。このエディターでは、ラベル付けされた画像をマトリックスの個々のセルにリンクできます。
  • プロジェクトデータへのアクセスを管理します。アクセス権限は、チームメンバーへのフルアクセスから、潜在的なレビュー担当者への匿名の読み取り専用アクセスまで多岐にわたります。
  • 公開された論文をサポートするために、完了したプロジェクト データを永続的な URL を持つ Web 上に公開します。
  • 分類群の典型的な画像については、「The Encyclopedia of Life」を検索してください。
  • 高解像度CTデータを保存
  • マトリックス セルを更新および入力するためのオントロジーを作成します。

これらのタスクは、ほとんどの既存のソフトウェア アプリケーションでは困難または不可能です。

歴史

2001年、全米科学財団（NSF）は、ニューヨークのアメリカ自然史博物館でワークショップ[ 5 ]を主催し、形態系統学のための共同研究用メディアリッチツールのWebベースシステムの概要を開発しました。ワークショップで発表されたアプリケーションのプロトタイプは、その後、ワークショップからのフィードバックを受けて改良され、MorphoBankバージョン1.0になりました。米国海洋大気庁の助成金によってさらに改訂が行われ、2005年にバージョン2.0がリリースされました。NSFからの現在の支援は、MorphoBankの現在の機能強化に充てられています。MorphoBankは、2021年10月下旬までストーニーブルック大学にホストされ、アメリカ自然史博物館からバックアップサポートを受けていました。現在のバージョンは3.0です。ソフトウェアの根拠は、Cladistics誌に掲載されました。[ 6 ] MorphoBankは、 NESCENTとサンディエゴスーパーコンピュータセンター からも支援を受けています。 2018年以来、MorphoBankは基礎科学データベースの維持を目的として設立された非営利団体Phoenix Bioinformaticsの支援を受けています。MorphoBankは2021年10月下旬にストーニーブルック大学からPhoenix Bioinformaticsへの恒久的な移転を完了しました。[ 7 ]

サンディエゴスーパーコンピュータ センターは、これまで MorphoBank プロジェクトに技術リソースとホスティング リソースを提供してきました。

使用法

MorphoBankは、表現型に関する査読済みの科学研究成果を保管しています。系統分類データはますますデジタルで生まれており、MorphoBankはこの種の資料の取り扱いに最適です。2007年8月24日時点で、MorphoBankは62件の研究プロジェクトを運営しており、6件の完了済み（かつ公開済み）プロジェクトも運営していました。2017年までに、2,000人を超える科学者とその学生がコンテンツビルダーとして登録され（ユーザーは登録不要で、その数はさらに増加し​​ています）、500件を超える公開プロジェクトと、科学研究成果である約8万枚の画像を保有しています。MorphoBankは1,500件を超える研究プロジェクト[ 8 ]を運営しています。このソフトウェアは、哺乳類[ 9 ]からコウモリ[ 10 ] クジラ[ 11 ] [ 12 ]二枚貝 [ 13 ] クモ形類[ 14 ]化石植物[ 15 ]現生および絶滅した有羊膜類[ 16 ]に至るまでの系統学的研究をまとめるために使用されてきた。また、進化学や古生物学の研究の分野では、クサカゲロウ科昆虫[ 17 ]ヤモリ[ 18 ] [ 19 ]猛禽類[ 20 ]恐竜[ 21 ] カエル [ 22 ]線虫 [ 23 ]に関する公開研究に関連した精選された画像をホストするためにも広く使用されている。MorphoBankは、古生物学データベースと併せて使用されることが増えている。[ 24 ]

公開されたプロジェクトの例:

MorphoBankは、国立科学財団が後援する生命の樹の組み立て（Assembling the Tree of Life ）イニシアチブにとって特に重要な役割を果たしてきました。MorphoBankは、分類学、形質、マトリックスベースのデータを統合するツールと共同作業機能を備えているため、このようなプロジェクトに最適です。[ 25 ]この研究のハイライトには、80種以上の4,000以上の表現型特性を記録した、Science誌に掲載された哺乳類の進化に関する共同作業マトリックス、 [ 26 ]現生のヒゲクジラに関するマトリックス（約600枚の画像を掲載）、[ 27 ]などがあります。

参考文献

  1. ^ MacClade、系統解析用のコンピュータプログラム、David R. Maddison およびWayne P. Maddison。
  2. ^メスキート、進化分析のためのモジュラーシステム、ウェイン・P・マディソン
  3. ^ Nexus Data Editor NEXUS形式のデータファイルを編集するためのプログラム、Roderick DM Page
  4. ^ Laing, Adam M.; Sharon Doyle; Maria Eugenia Leone Gold; Sterling J. Nesbitt; Maureen A. O'Leary; Alan H. Turner; Eric W. Wilberg; Karen E. Poole (2017). 「巨大分類群-形質マトリックス：形態学的系統学の未来」 . Cladistics . 34 (3): 333– 335. doi : 10.1111/cla.12197 . PMID  34645074. S2CID  91087899 .
  5. ^ MorphoBank ワークショップレポートArchived 2007-10-06 at the Wayback Machine、2001年11月10日～11日
  6. ^ O'Leary, Maureen; Kaufman, Seth (2011年10月). 「MorphoBank: クラウドにおける系統表現論」「 .系統分類学. 27 (5): 529– 537. doi : 10.1111 / j.1096-0031.2011.00355.x . PMID  34875801. S2CID  76652345 .
  7. ^ Dunaief, Daniel (2020年3月11日). 「3人の力：SBUのモーリーン・オリアリー氏がモルフォバンクの資金調達計画を発表 | TBR News Media」 . 2021年8月31日閲覧。
  8. ^ "Metering | MorphoBank" . morphobank.org . 2021年8月31日閲覧。
  9. ^マサチューセッツ州オレアリー; JI ブロック; J・J・フリン。 TJゴーディン; A. ジャロンバルド; NPジャンニーニ。 SLゴールドバー; BPクラッツ。 Z.-X.ルオ; J.メン; X.ニー; MJ・ノヴァチェク。 FAペリーニ; Z.ランダル; GWルージェ。 E・J・サーギス。 MTシルコックス。注：シモンズ。 M.スポールディング;ベラスコ首相。 M.ウェクスラー; JRワイブル;アル・シラネッロ (2013)。 「胎盤哺乳類の祖先とK-Pg照射後の胎盤動物」。科学。339 (6120): 662–667。Bibcode : 2013Sci...339..662O。土井：10.1126/science.1229237。hdl : 11336/7302 . PMID 23393258 . S2CID 206544776 .  
  10. ^ 「MorphoBank プロジェクト 265、Icaronycteris、Archaeonycteris、Hassianycteris、および Palaeochiropteryx と現存するコウモリ系統の系統関係、および Microchiroptera におけるエコーロケーションと採餌戦略の進化に関するコメント」。
  11. ^ 「MorphoBankプロジェクト470、現存するヒゲクジラ（鯨類：ミスティケティ）の岩鼓室複合体（耳領域）の比較骨学データマトリックス」。
  12. ^ “モルフォバンク プロジェクト 578、コビトセミクジラ Caperea marginata - 最後のセトテール” .
  13. ^ 「MorphoBank プロジェクト 790、二枚貝の生命樹の調査 - BivAToL マトリックス (100 以上の分類群)」。
  14. ^ 「MorphoBankプロジェクト44、イベリア半島産のクモ形類クモ綱：クモ目：クモ形類（Cyphophthalmi）の新属、系統解析および外部形態のSEMデータベース」。
  15. ^ 「MorphoBankプロジェクト277、Humiriaceaeの形態学的特徴のマトリックス」。
  16. ^ 「MorphoBankプロジェクト46、羊膜類の系統解析のための形態学的データセットの統合：外皮特性の重要性と分類学的サンプリングの増加」。
  17. ^ 「MorphoBank プロジェクト 146、ブラジル産の緑色クサカゲロウの新属新種 (Neuroptera: Chrysopidae: Leucochrysini)」。
  18. ^ 「MorphoBankプロジェクト348、カーボベルデ爬虫類の分類上の改訂II」。
  19. ^ 「MorphoBank プロジェクト 1006、アラビア半島とエジプトのシナイ半島で新たに確認された Hemidactylus 属 (有鱗目、ヤモリ科) の 2 種」。
  20. ^ 「MorphoBankプロジェクト268、猛禽類の捕食機能形態学：爪の大きさの指間変異は獲物の拘束と固定技術に関連する」。
  21. ^ 「MorphoBankプロジェクト494、テノントサウルス・ティレッティの個体発生的骨組織学」。
  22. ^ 「MorphoBankプロジェクト701、8つの無尾両生類科における系統発生シグナルと内臓色素の多様性」。
  23. ^ 「MorphoBank プロジェクト 774、隠蔽種の解明：線虫 Spauligodon atlanticus の事例」。
  24. ^ Hopkins, Melanie J. (2019-09-19). 「古生物学データベースとMorphoBankを用いた共同研究とデータアーカイブの促進」 . PeerJ Preprints . doi : 10.7287/peerj.preprints.27971v1 . 7:e27971v1.
  25. ^系統学へのスーパーマトリックスアプローチ、Alan de QueirozとJohn Gatesy、「Trends in Ecology & Evolution」、Vol.22 No.1、2006年。
  26. ^マサチューセッツ州オレアリー; JI ブロック; J・J・フリン。 TJゴーディン; A. ジャロンバルド; NPジャンニーニ。 SLゴールドバー; BPクラッツ。 Z.-X.ルオ; J.メン; X.ニー; MJ・ノヴァチェク。 FAペリーニ; Z.ランダル; GWルージェ。 E・J・サーギス。 MTシルコックス。注：シモンズ。 M.スポールディング;ベラスコ首相。 M.ウェクスラー; JRワイブル;アル・シラネッロ (2013)。 「胎盤哺乳類の祖先とK-Pg照射後の胎盤動物」。科学。339 (6120): 662–667。Bibcode : 2013Sci...339..662O。土井：10.1126/science.1229237。hdl : 11336/7302 . PMID 23393258 . S2CID 206544776 .  
  27. ^ Ekdale, EG; A. Berta; TA Deméré (2011). 「現生ヒゲクジラ（鯨類：ミスティケティ）の耳介部（耳領域）の比較骨学」 . PLOS ONE . 6 (6) e21311. Bibcode : 2011PLoSO...621311E . doi : 10.1371/journal.pone.0021311 . PMC 3120854. PMID 21731700 .  

引用

ウィルソン, EO (2003)、「生命百科事典」、TREE、18 (2): 77– 80、Bibcode : 2003TEcoE..18...77W、doi : 10.1016/S0169-5347(02)00040-X。

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