一張圖片可能勝過千言萬語，但前提是你明白你在看什么。生命科學(xué)越來越依賴于二維，三維和四維圖像數(shù)據(jù)，但其驚人的異質(zhì)性和大小使得整理成中心資源，鏈接到其他數(shù)據(jù)類型并與研究社區(qū)共享變得極為困難。

為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，鄧迪大學(xué)，歐洲生物信息學(xué)研究所(EMBL-EBI)，布里斯托大學(xué)和劍橋大學(xué)的科學(xué)家們已經(jīng)啟動了一個(gè)成像數(shù)據(jù)原型庫：圖像數(shù)據(jù)資源(IDR)。“自然方法”中描述的這種免費(fèi)資源是第一個(gè)存儲和整合來自多種模式和實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)的通用生物圖像存儲庫。

IDR還揭示了分享和重復(fù)使用生命科學(xué)成像數(shù)據(jù)的潛在影響。

匯集資源

“如果我們公開數(shù)據(jù)，影像只會對科學(xué)產(chǎn)生真正的變革，”EMBL-EBI的主要作者和資深科學(xué)家Alvis Brazma解釋道。“科學(xué)家應(yīng)該能夠查詢現(xiàn)有數(shù)據(jù)以確定共性和模式。但為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我們需要一個(gè)強(qiáng)大的平臺，研究人員可以上傳他們的成像數(shù)據(jù)并輕松訪問其他實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)。圖像數(shù)據(jù)資源是創(chuàng)建的第一步生命科學(xué)的公共圖像數(shù)據(jù)庫。“

全世界有許多資源可供人們發(fā)布成像數(shù)據(jù)，但這些資源庫都不是通用的，并且與其他相關(guān)的生物分子數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。這意味著，對于進(jìn)入它們的所有努力，很難在新研究中重用這些數(shù)據(jù)集。

迄今為止，共享成像數(shù)據(jù)如此困難的原因有很多 - 最明顯的是圖像數(shù)據(jù)的異構(gòu)性和復(fù)雜性，以及存儲，計(jì)算和管理專業(yè)知識的臨界質(zhì)量。

“成像數(shù)據(jù)很大，是的，但真正的挑戰(zhàn)是它是異質(zhì)的和多維的，”該研究的高級作者，鄧迪大學(xué)定量細(xì)胞生物學(xué)教授Jason Swedlow說。“策劃，存儲和分析成像數(shù)據(jù)需要大量的工作和計(jì)算能力。由于幾個(gè)科學(xué)組織之間的密切合作，IDR原型的創(chuàng)建才有可能實(shí)現(xiàn)。”

很好的圖片 - 但這是什么意思?

IDR包含廣泛的成像數(shù)據(jù)，包括高內(nèi)容篩查，超分辨率顯微鏡，延時(shí)和數(shù)字病理成像。但是，不僅數(shù)據(jù)類型的多樣性使資源變得獨(dú)一無二;它是可用的附加信息，可以創(chuàng)造附加值。

“IDR不只是向你展示一個(gè)細(xì)胞的圖像或視頻。它還告訴你圖像的內(nèi)容，拍攝地點(diǎn)，由誰以及可以從中得出什么結(jié)論，”Brazma繼續(xù)說道。

新資源將成像數(shù)據(jù)與分子和表型數(shù)據(jù)相結(jié)合。IDR包括有關(guān)實(shí)驗(yàn)方案的信息：參數(shù)，分析以及科學(xué)家在細(xì)胞和特征中觀察到的影響。這使得用戶可以按照個(gè)別研究無法實(shí)現(xiàn)的規(guī)模分析基因網(wǎng)絡(luò) - 可能揭示以前未知的相互作用。這需要大量的存儲和計(jì)算能力。由于Embassy Cloud資源和EMBL-EBI的支持，IDR合作能夠成功啟動他們的項(xiàng)目。

圖像數(shù)據(jù)存儲庫

原型公共圖像存儲庫包含大量數(shù)據(jù)，包括：

高內(nèi)容篩選

超分辨率顯微鏡

延時(shí)成像

數(shù)字病理成像

實(shí)驗(yàn)協(xié)議元數(shù)據(jù)

觀察細(xì)胞和特征的影響

與分子檔案交叉引用

證明成功

Dundee的Swedlow小組和布里斯托大學(xué)的Carazo Salas小組使用IDR來說明共享成像數(shù)據(jù)如何突破研究界限。利用沉積在IDR中的數(shù)據(jù)，他們發(fā)現(xiàn)了來自不同研究的基因，這些基因在突變或移除后會導(dǎo)致細(xì)胞伸長和伸展。他們匯總了來自幾個(gè)不同研究的信息，并建立了一個(gè)基因網(wǎng)絡(luò)，清楚地了解這些基因如何影響細(xì)胞形狀 - 這是轉(zhuǎn)移性癌癥中需要考慮的一個(gè)重要特性。

“擴(kuò)大公共檔案以包括成像是生物技術(shù)行業(yè)和藥物開發(fā)公司非常感興趣的。它提供了識別新療法和目標(biāo)的潛力，并通過允許世界各地的科學(xué)家訪問彼此的成像數(shù)據(jù)集來擴(kuò)大研究范圍， “Swedlow補(bǔ)充道。

“生物成像技術(shù)正在改變生命科學(xué)。分享快速增長的圖像數(shù)據(jù)是實(shí)現(xiàn)突破性未來研究的關(guān)鍵，”EMBL細(xì)胞生物學(xué)和生物物理學(xué)部主任兼歐洲生物成像協(xié)調(diào)員Jan Ellenberg說道。 - 歐洲成像技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施。“因此，圖像數(shù)據(jù)存檔和共享是EMBL以及Euro-BioImaging未來通用數(shù)據(jù)服務(wù)的高優(yōu)先級，可以建立在IDR試驗(yàn)示例的基礎(chǔ)上。”

下一步

到目前為止，合作者已經(jīng)證明IDR既可行又有用。下一步是確保將原型轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)就緒的成像基礎(chǔ)設(shè)施所需的支持和投資。

IDR的軟件和技術(shù)是開源的，因此可以訪問和構(gòu)建到其他圖像數(shù)據(jù)發(fā)布系統(tǒng)中。這促進(jìn)并擴(kuò)展了科學(xué)數(shù)據(jù)的發(fā)布和重新分析。