人工知能（AI）の活用が日常のさまざまな場面で話題になっていますが、このAI技術をNBRPの活動にうまく組み込むことができれば、業務を省力化できてより良い運営が可能になると期待されます。

そこで理研BRCの遺伝子材料開発室と統合情報開発室が連携して、NBRPの事業活動の中で重要で労力の大きい英語文献の探索にAI技術を活用して自動化することを目指し、令和４、５年度の基盤技術整備に採択していただきました。探索対象となる英語文献として、寄託を呼びかけるために探索する新規遺伝子リソースを報告している「リソース開発文献」、提供したリソースを活用した成果を発表している「リソース活用文献」の２種類を設定しました。

「リソース開発論文」の探索システム開発においては、準備としてScientific Reports誌５年分4000論文を実際に読み、遺伝子リソースを開発しているかどうかのアノテーションを行いました。これを教師データとして深層学習を実施しシステムを構築したのち、開発には使っていない新データを判定させて精度を検証し、精度を向上させるためにシステムを改修する作業を繰り返しました。その結果、最終的には論文全文をサブセクションに分割させて判定させる「サブセクション法」において、高い精度を実現できました。次にこれを他の学術誌に展開し、学術誌ごとの形式の違いなどにより生じる精度差を解消するように新たな開発を加えて、最終的に８誌の探索が可能なシステムを開発しました。これを実際に業務に実装した結果、海外の研究者に向けて積極的な寄託の呼びかけが可能となり、従来は少なかった海外からの寄託が増加し始めています。

一方、「リソース活用文献」の探索システムに関しては、開発後の精度検証の過程で予想しなかった問題点が浮き彫りとなりました。本発表の中で、精度向上のためのリソーストレーサビリティーの工夫についても議論します。

ゲノム編集技術が一般化した昨今の生物学研究において、動物個体における遺伝子の役割を解析するには、トランスジェニック動物や遺伝子ノックアウト/ノックイン動物を用いた実験がますます重要性を増しています。近年ではCRISPR-Casシステムを受精卵に対して用いることで、非モデル生物においてもゲノム編集系統が簡便に作製できるようになってきました。ニワトリも鳥類のモデル生物として、発生学をはじめとした様々な生物学研究において古くから活用されています。一方で鳥類の卵は巨大な卵黄や卵殻を持ち、さらにある程度胚発生が進んだ状態で産卵されるため、他の生物では一般的に使用される受精卵に対する遺伝子改変が困難であるという問題点があります。そのため鳥類では遺伝子改変系統を作製するために、生殖幹細胞である始原生殖細胞(Primordial germ cells: PGCs)に対する遺伝子改変が注目されてきました。PGCsは、多くの生物種において胚内部をその発生箇所から生殖腺まで遊走するという性質を持ちますが、さらに鳥類においては血中を循環するという特徴を持つため、この時期の胚に遺伝子改変を行ったPGCsを移植することで生殖細胞キメラを介して遺伝子改変鳥類を作製することができます。特にニワトリにおいては、in vitroでPGCsを培養する技術が確立されたことで、遺伝子改変系統の作製効率が飛躍的に向上しました。本セミナーではニワトリPGCsのin vitro培養法および遺伝子改変方法について解説を行うとともに、当センターにおいて本手法を用いて作製されたCas9タンパク質発現トランスジェニックニワトリや、カルシウムイメージングに最適なGCaMP6s発現TGニワトリなど実例を交えてニワトリリソースの遺伝子改変とその活用法について講演を行います。 

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