化学物質および生物学的登録システム。登録システムとは何か、必要か?

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登録システムとは何ですか?

化学および生物学的登録システムは、ワークフローを合理化しようとしているラボの武器庫で有用なITツールとなり得ます。名前が示すように、登録システムは、実験に使用されるさまざまな化学物質または生物学的エンティティだけでなく、知的財産として実験室で作成された新しいエンティティを追跡するのに役立つように設計されています。登録システムのコア機能は、各エンティティとバッチの組み合わせを明確に識別する一意の識別子を生成 (またはミラー) する機能です。これらのシステムは、その構造の詳細、様々な物理的および化学的性質、およびアッセイ検査データを含む複雑な化学分子および生体分子に関する情報を捕捉する機能をサポートする。

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登録システムのメリット

  1. 見つけやすさ - おそらく、エンティティを登録する最も重要な理由は、最も明白な、見つけやすさでもあります。任意の時点で特定のテストに必要なものを見つけることは時間を節約し、研究者にとって不満を減らします。ラボは、任意の時点で数百または数千の分子および/または生物をストックすることができます。これには、試薬、組織の知的財産ポートフォリオの中核としてテストのために作られたエンティティが含まれます。 
  2. ユニークさ - 化学化合物や生物と連携するラボに関する関連および同様に重要な考慮事項は、一意性およびあいまいさや重複エラーの原因に関連するエンティティ(ロット、塩など)に関する重要な詳細を追跡できることです。登録システムは、研究者が無意識のうちにエントリを複製したり、同じエンティティの異なる形態をスクリーニングしているときにフラグを立てることができます。これらのシステムは、類似した構造、サブ構造、またはシーケンスを持つエンティティーを区別することもできます。
  3. 追跡 - 登録システムを使用してエンティティを登録するもう 1 つの理由は、将来の追跡のために化学および生物学的エンティティを保存する能力です。研究者は、エンティティのクエリを実行し、立体化学や同様のシーケンスに関する情報を含む構造に関する完全な詳細を見ることができます。
  4. コンプライアンス - 最後に、ラボはさまざまな州および連邦の規制に準拠する必要があり、優れた登録システムは、ラボの検査や監査中に驚きがないことを保証するのに役立ちます。情報は 1 つの集中管理された場所に存在するため、レポートは、現在のすべてのエンティティを考慮して、迅速に作成できます。
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化学・生物登録システムはどのように比較するのですか?

大まかに言えば、登録できるエンティティは、1.化学分子と2の2つのカテゴリーに分類されます。生物学的実体。登録システムの中には、1 つのカテゴリを扱うシステムもあれば、両方に対応するように設計されているものもあります。

化学物質登録: 個々の化合物や化合物群を入力するツール、構造別の化合物の検索、ラボに入ってくる各化合物の固有の識別子の割り当てのためのツールが含まれています。これらのシステムには、個々の化合物と化合物のファミリーとの関係を確立および示す機能、および実験室内の関連するスクリーニングデータに化合物をリンクするための機能が含まれます。さらに、化学システムは、立体化学や関連するスクリーニングデータに関するよりきめ細かい詳細の一部なしで分子を単に保存するいくつかの化学データベースからのステップアップです。 

生物学的登録: タンパク質、酵素、抗体、DNA、RNA、細胞株、プラスミド、タンパク質、siRNA、タンパク質コンジュゲートなどの生物学的実体を定義、登録、照会、報告できる機能を提供します。また、生物学的実体間の関係を管理するツール、タンパク質発現情報などの個々のエンティティの詳細を収集するツール、可能な場合はエンティティの化学表現を生成するためのツールも含まれています。

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登録システムの特徴

登録システムの一般的な利点は次のとおりです。

  • 個々の化学的および生物学的実体、ならびに化合物の混合物を効率的かつ自動的に管理および追跡する
  • 関心のあるエンティティを見つけるための迅速かつ簡単なクエリ
  • 生体分子や化合物への固有識別子の割り当て
  • 同じ化合物の未知の形態のテストに無駄な時間とリソースだけでなく、化合物の検索に費やされた時間の削減
  • ラボ実験で使用されるさまざまなエンティティに関する情報は、単一のシステムからアクセス可能
  • 構造の描画と命名、注釈の追加と視覚化、および単一システム内の構造の編集を組み合わせた機能
  • ほとんどのベンダーは、登録システムを既存のラボインフラストラクチャおよびソフトウェアとシームレスに統合できます。
  • 監査証跡とレポートを作成する機能

 

化学物質登録システムの具体的な利点は次のとおりです。 

  • ストラクチャーデータファイルまたはSMILES文字列を使用して、単一の化合物または化合物のバッチを登録する機能
  • 重複するエントリをエラーとしてフラグ設定する
  • 化合物構造に基づいて予測された化学的性質に関する情報を捕捉する能力
  • 同一化合物の関連化合物と塩または同位体との関係の登録
  • 構造、サブ構造、代替構造による化合物の探索
  • マルチコンポーネント化合物の登録と保存

 

生物学的登録システムには、次のような特定の利点があります。 

  • 単一の生物学的実体または実体のバッチを登録する能力
  • 各種生物学的サンプルの詳細収集
  • 複雑な生体分子を作り、共有するためのツール
  • シーケンス類似検索を実行するためのツール
  • 系統を確立し、系統を追跡するための異なる分子エンティティ間の関係を作成するためのツール
  • 生物学的特性を計算する機能
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商業登録システム

市場には、エンティティ登録機能を提供する幅広い商用ソリューションがあります。多くの商用ソリューションと同様に、ベンダーはシステムに追加の特注機能と機能を含めることができます。ほとんどの場合、これらのシステムは、電子検査室ノートブックやラボ情報管理システムなどのインベントリソフトウェアを含む既存のラボインフラストラクチャと簡単に統合でき、一部のシステムは特定のデータ管理ワークフローを自動化できるAPIを提供し、さらに時間を節約できます。

市場で利用可能なソリューションは次のとおりです。

顕微鏡を用いた科学者
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登録システムがスプレッドシートよりも優れている理由

スプレッドシートには用途があります。そして、彼らはあなたのラボのエンティティを追跡するための実行可能なオプションのように思えるかもしれません。しかし、それらは限られており、化合物や生物学的なリストが大きくなるにつれて、スプレッドシートの効果は低下します。さらに、スプレッドシートは化学者や生物学者を念頭に置いて作成されていませんでした。そのため、化学構造や配列を適切に描画して表示する能力がありません。 

また、研究者は、研究エンティティを処理するために別々のソリューションを使用する必要がある可能性があることを意味します。たとえば、化学化合物の名前にスプレッドシートを使用し、別の描画ツールを使用して構造を作成します。それは実行可能な解決ですが、エラーのリスクを高め、貴重な時間を無駄にします。さらに、Excel 内では、これらの構造は、対話性をほとんどまたはまったく提供しない静的なイメージとして保存されます。最後に、化学関連のさまざまな計算を実行する Excel 関数をプログラムすることは可能ですが、これには作業が必要であり、ほとんどのラボの容量を超えるレベルの専門知識が必要です。

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化学物質登録システムと LIMS および ELN の比較

LIMS および ELN はサンプル登録および追跡システムである。それらが設計された目的を考えると、それらは主にサンプルレベルではあるが、化学および生物学的登録システムが行ういくつかの同様の利点および特徴を提供する。

LIMS および ELN が提供する機能の範囲には、サンプル、保管チェーン、カスタム レポート機能、ロール割り当て、タスク管理、電子署名、供給管理、機器の保守、顧客の請求と請求などの一意の識別子が含まれます。これらのシステムには、次のような同様の利点もあります。 

  • サンプルの管理と管理から推測を取り除き、書類を削減または排除する、簡単で自動化された管理。 
  • ラボプロセスとワークフローの効率化により、時間とコストを節約できるため、時間とコストを大幅に削減できます。 
  • 単一のシステムからアクセス可能な情報。 
  • LIMSおよびELNソリューションは、シーケンシング機器、分光計、PCRマシンを含む既存のラボインフラストラクチャと統合されています。 

違いは彼らの特異性にかかっています。この記事の冒頭で述べたように、「登録システムの中核となる機能は、各エンティティとバッチの組み合わせを明確に識別する一意の識別子を生成 (またはミラー化) する機能です。登録システムは、エンティティ自体だけでなく、その構造、シーケンス、および一意の登録番号の生成を処理し、関連付けられたスクリーニングデータにこれらのエンティティをリンクするように構築されています。LIMSおよびELNSは、登録システムと統合されていない限り、一般的にこのような機能を含みません。

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登録システムを決定する方法?

登録システムに投資する決定は、各ラボが個別に行う必要があるものです。あなたの研究室が多種多様な化合物や生体分子、または化合物の混合物で動作する場合、通常、使用できる(理想的にはウェブアクセス可能な)システムは、研究情報学ポートフォリオへの価値のある投資です。ここでは、一部のラボで独自のシステムを構築したり、既存のオープンソース オプションを使用するための専門知識を持っている場合があることに注意してください。ただし、これらのオプションには、システムのプログラミング、保守 (多くの場合、時間の経過と共にオーバーヘッドの大部分)、法令順守の確保、ソフトウェア更新プログラムとパッチの実装、適切なセキュリティの実装などの欠点があります。

システムの購入を検討しているラボでは、次の点を考慮してください。 

  1. システムを購入し、関連コスト (インストール、ライセンス、スタッフトレーニング、データ ストレージ コスト、継続的なメンテナンスなど) をカバーするための予算はありますか。一部の商用ソフトウェアのインストールでは、ラボの予算からかなりのチャンクを取り出すことができるため、確かな利益:コスト比(ROI)を確保するために数学を行うことが重要です。
  2. 登録システムは既存のラボ インフラストラクチャと統合できますか。最近のほとんどのベンダーは統合を提供できますが、購入するシステムがサードパーティのインフラストラクチャで動作することを確認するか、それを実現するために何が必要かを把握することが重要です (手動、半自動、または自動)。
  3. ベンダーが提供するカスタム機能、拡張機能、またはアップグレードは何ですか。登録システムは同じ基本機能を提供するため、特注機能が違いを生み出すことができます。 
  4. ベンダーと直接関わる機会はありますか?ソフトウェア システムをテストして、ラボに適した設計と機能の組み合わせを見つけると便利です。評価は無料ですか?または有料ですか?
  5. 実装にはどのくらいの時間がかかりますか?ソフトウェアの実装には時間がかかり、登録システムにも同じことが言えます。従来のインフラストラクチャからアップグレードする場合は、ラボ プロセスの中断を最小限に抑えるために、期待を設定し、計画を立てることが重要です。セットアップを迅速かつ簡単に行うことができますか?
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結論

データから洞察を迅速に収集し、生産性を向上させることは、適切なテクノロジー・ソリューションを使用して重要かつ達成可能です。化学および生物学的登録システムは、さまざまな業界で、多数の化学および生物学的実体と関連データを扱うラボに大きな価値をもたらします。これらのソリューションは、より大規模な研究情報ツールの一部として、運用効率を向上させ、人為的ミスのリスクを軽減し、時間を節約し、作業の完全性と遺産を確保します。

参考文献

  1. 化学物質登録とは何ですか? https://info.collaborativedrug.com/chemicalregistration
  2. 化学データベース https://en.wikipedia.org/wiki/Chemical_database#List_of_Chemical_Registration_Systems
  3. CDD Vault Activity & Registration Modulehttps://www.collaborativedrug.com/benefits/activity-registration/
  4. バイオビア生物登録データシート https://www.3dsbiovia.com/products/datasheets/biological-registration.pdf
  5. 化学物質登録システム http://openbabel.org/docs/current/Cheminf101/registration.html
  6. 良い化学在庫システムの利点 https://www.bioraft.com/resources/the-advantages-of-a-good-chemical-inventory-system
  7. 複合登録 http://www.corelims.com/v4Docs/Chemistry_Specific/Single_Compound_Registration/Chemistry_v4.htm
  8. マーティン、E.、モンジュ、A.、デュレット、J.A.、グアランド、F.、ペイチ、M.C、&ポスピシル、P.(2012)。研究開発化学登録制度の構築化学情報学のジャーナル, 4(1), 11. https://doi.org/10.1186/1758-2946-4-11

このブログは、CDD Vault コミュニティのメンバーが執筆しています。CDD Vault は、プライベートおよび外部の生物学的・化学的データを安全に管理する、ホスト型の創薬インフォマティクス・プラットフォームです。化学物質の登録構造活性相関化学物質のインベントリ電子ラボノート機能などのコア機能を提供しています。

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