[論文レビュー] Aztec: A Platform to Render Biomedical Software Findable, Accessible, Interoperable, and Reusable

Wei Wang, Brian Bleakley+10 more|Deep Blue (University of Michigan)|Jun 19, 2017

Scientific Computing and Data Management参考文献 7被引用数 3

ひとこと要約

Aztec は、生物医学ソフトウェアの FAIR（検索可能、アクセス可能、相互運用可能、再利用可能）原則を実装するソフトウェアプラットフォームであり、多様なツールやデータ形式の集中管理と持続可能性を可能にする。メタデータの強化、標準化されたAPI、バージョン管理を統合することで、精密医療およびシステム生物学分野におけるソフトウェアの検索可能性と再利用性が向上する。

ABSTRACT

Precision medicine and health requires the characterization and phenotyping of biological systems and patient datasets using a variety of data formats. This scenario mandates the centralization of various tools and resources in a unified platform to render them Findable, Accessible, Interoperable, and Reusable (FAIR Principles). Leveraging these principles, Aztec provides the scientific community with a new platform that promotes a long-term, sustainable ecosystem of biomedical research software. Aztec is available at https://aztec.bio and its source code is hosted at https://github.com/BD2K-Aztec.

研究の動機と目的

• 標準化および検索可能性に欠ける、分散化した生物医学ソフトウェアツールの増加する課題に対処する。
• FAIR原則への準拠を促進することで、生物医学ソフトウェアエコシステムの長期的持続可能性を実現する。
• 精密医療アプリケーション向けに、統合的かつ相互運用可能なプラットフォームとして、多様なソフトウェアツールとデータ形式を統合する。
• システム生物学およびフェノタイピング分野における、異種のデータ形式および計算ワークフロー間の相互運用性を促進する。
• ソフトウェアがバージョン管理され、十分に文書化され、機械可読であることを保証することで、再現可能な研究を支援する。

提案手法

• 標準化されたFAIR準拠の記述子を用いて、ソフトウェアの検索可能性を向上させるメタデータ駆動型インデキシングシステムを実装する。
• アプリケーションプログラミングインターフェース（API）を統合し、ソフトウェアツール間のプログラムによるアクセスと相互運用性を可能にする。
• 変更履歴を追跡し、ソフトウェアリリースの再現性を保証するために、バージョン管理システム（例：Git）を用いる。
• 生物学的・医学的研究で一般的な複数のデータ形式を抽象化層とフォーマットに依存しない処理パイプラインを通じてサポートする。
• 長期的なアクセス性とコミュニティ貢献を確保するため、プラットフォームおよびソースコードを恒久的なURLで公開する。
• 各ソフトウェアパッケージに恒久的識別子（PID）と機械可読メタデータを埋め込むことで、ソフトウェアレベルでのFAIR原則の適用を実施する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 どのようにすれば、集中型プラットフォーム内で生物医学ソフトウェアツールを体系的に検索可能かつアクセス可能にすることができるか？
• RQ2 多様な生物医学ソフトウェアと異種のデータ形式を対象とした相互運用性を実現するためのアーキテクチャパターンは何か？
• RQ3 現実世界の生物医学ソフトウェアエコシステムにおいて、FAIR原則をどの程度実務的に実装できるか？
• RQ4 標準化されたメタデータとバージョニングによって、ソフトウェアの再利用性と持続可能性はどの程度向上できるか？
• RQ5 生物医学ソフトウェアの長期的かつコミュニティ主導の保守を支援するための技術的構成要素は何か？

主な発見

• Aztec は、ソフトウェアパッケージに恒久的識別子と機械可読メタデータを埋め込むことで、生物医学ソフトウェアにおけるFAIR原則の実装に成功している。
• 標準化されたAPIとメタデータインデキシングを通じて、多様な生物医学ツールへの集中型の発見とアクセスが可能になっている。
• データフォーマットの抽象化により、異種のソフトウェアコンポONENT間でのシームレスな統合が可能となり、相互運用性が達成されている。
• バージョン管理と公開されたソースコードホスティングにより、ソフトウェアアーティファクトの再現性と長期的持続可能性が保証されている。
• 本プラットフォームは、分散化した生物医学ソフトウェアツールを1つのFAIR準拠エコシステムに統合する可能性を実証している。
• 本システムは安定したURLで公開されており、オープンソースのコードを提供しており、コミュニティによる採用と拡張を支援している。