ニワトリ細胞アトラス：科学と分散型科学（DeSci）
2022年にプレプリントとして発表した「Chicken Cell Atlas: Science and DeSci」が正式の印刷版（オープンアクセス）になりましたので、日本語の翻訳版（DeepLを利用）を掲載しておきます。
元論文
Smith J, et al. Fourth Report on Chicken Genes and Chromosomes 2022. Cytogenet Genome Res. 2023 Jan 30. doi: 10.1159/000529376.
Chicken Cell Atlasホームページ
なお、既にChicken cell atlasのホームページ（暫定版）を作成し、gallusDAOのDiscordを稼働させています。
[ここから翻訳です]
ニワトリは卵や食肉として広く消費されているだけでなく、生物学的・医学的研究のモデル種としても利用されている［Stern, 2005; Burt, 2007; Haniffa et al.］。 この種の理解を進めるためには、全ての器官や組織にわたる全てのニワトリ細胞の種類と性質を図表化し、成熟・発育したニワトリの体の参照マップを構築し、この種の生物学を研究するためのリソースを提供する必要がある[Yamagata, 2022]。現在進行中のマウスとヒトの細胞アトラス事業（下記参照）と同様に、このプロジェクトではニワトリの単一細胞トランスクリプトームデータを作成し、各細胞タイプの特徴を明らかにし、分子的、空間的、時間的モダリティを統合した基礎情報を提供する。これにより、細胞生物学、分子生物学、発生生物学、神経科学、生理学、腫瘍学、ウイルス学、行動学、生態学、進化学、畜産学など、ニワトリや他の鳥類の基礎研究が促進されることになる。
ニワトリ細胞アトラスの現状
最近のシングルセルRNAシーケンス（scRNA-seq）の進歩は、複雑な組織の研究に大きな効果をもたらし、新規細胞タイプ、細胞状態、バイオマーカーの発見につながった［Stuart and Satija, 2019; Luecken and Theis, 2019; Alfieri et al., 2022; Zeng, 2022］。scRNA-seq技術は、ニワトリ（Gallus gallus）［Yamagata、2022］やその他の鳥類［Chen et al、2021; Colquitt et al., 2021］など、新しいモデル動物や古典的なモデル動物を用いて新規の研究を行う多くの機会を開いた。 ニワトリの細胞アトラスプロジェクト（別名、Tabula Gallus）は、成熟したニワトリと発育中のニワトリの全組織の細胞アトラスを作成するために提案されている[Yamagata, 2022]。現在進行中のいくつかの細胞アトラスプロジェクト（下記参照）と同様、ニワトリプロジェクトはニワトリのscRNA-seqデータを収集し、各細胞タイプの特徴を明らかにし、最終的には多様なモダリティを統合した情報を利用可能にする予定である。
ニワトリの細胞アトラスはまだ初期段階にある（表2）[Yamagata, 2022; Liu Y et al.］ それにもかかわらず、いくつかの先駆的な研究がこの試みを実現し、ニワトリの四肢芽 [Feregrino et al., 2019; De Lima et al., 2021]、初期原始線条期 [Vermillion et al、 2018；Guillotら、2021］、神経堤［Morrisonら、2017；Gandhiら、2020；Williamsら、2022］、神経網膜［Hoangら、2020；Teglaら、2020；Yamagataら、2021］。ほとんどの研究は胚や幼生の組織を用いているが、これは入手しやすいためであろう。孵化したヒナは非常に活発であり、一般的に成熟していると考えられるため、これは実用的である。孵化が始まってから卵が孵化するまで、平均21日かかる。しかし、胚は一貫して発育していないことが多いため、Hamburger and Hamilton シリーズ [Hamburger and Hamilton, 1951]に従ってステージングする。興味深いことに、単一細胞解析では、1つの胚は異なる発生段階をカバーする一連の細胞タイプとその状態から構成される。したがって、時間的に近い複数の発生アトラスを作成することは必須ではない。対照的に、補助的アトラスは、性別［Clinton et al., 2001］や遺伝的背景の変化［Núñez-León et al., 2019］などの異なる要因を反映して作成されなければならない。
scRNA-seq研究の生データおよび参考文献は、NCBIのGEOデータベース（https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/）およびいくつかの単一細胞参考文献サイト（例えば、https://panglaodb.se/papers.html、https://www.nxn.se/single-cell-studies/）で検索可能である。オリジナルのデータセットを探索するために、いくつかのシングルセルデータ用の対話型ビューアーが利用可能である（Single Cell Portal, https://singlecell.broadinstitute.org; UCSC Cell Browser, https://cells.ucsc.edu; EMBL-EBI, https://www.ebi.ac.uk/gxa/sc/home）。このように、ニワトリ細胞アトラス・プロジェクトに向けた最初の努力は、武器庫を作成し、マルチモーダルデータを組み込み、それらのデータセットを表示し、ユーザーを支援することである。Tabula Muris、Tabula Sapiens/Human Cell Atlas (HCA)/HuBMAP、Tabula Drosophilae、線虫アトラスは他の種の例である［Tabula Muris Consortium, 2018; HuBMAPConsortium, 2019; Haniffa et al., 2021; Taylor et al., 2021; Lindeboom et al., 2021; Eraslan et al., 2022; Li H et al., 2022; Tabula Sapiens Consortium, 2022］。GEISHA (http://geisha.arizona.edu/geisha)やChickspress (https://geneatlas.arl.arizona.edu/)のような種固有のコミュニティウェブサイトは、他のモデル種の場合と同様に、ニワトリのリソースとして重要な出発点となるかもしれない。しかし、今後数年のうちに、ピアツーピア・データストレージやスマート・コントラクト・プロトコルなどの新たな暗号技術が、データ共有方法を一変させる可能性がある（下記参照）。
次のステップ：マルチモーダル、空間的、時間的アトラス
scRNA-seqや関連する単一核RNAシーケンスに加えて、同じ細胞内で複数のデータタイプを同時にプロファイリングする他のマルチモーダルシングルセル技術は、新しい細胞タイプを発見し、細胞状態を特徴付けるためのフロンティアとなる［Stuart and Satija, 2019］。追加のモダリティには、エピゲノム、プロテオーム、グライコーム、メタボローム、電気生理学、形態学、コネクトームが含まれる（Guo Sら、2021年、Leeら、2021年、Saundersら、2021年、Sun YCら、2021年、Mundら、2022年）。
これらのモダリティの中でも、ゲノムDNAメチル化と変化したクロマチン構成を検出するための一連のシングルセルシーケンス法は、ゲノムワイド規模でのエピジェネティックな変化を記述することを可能にする。特に、トランスポザーゼアクセス可能なクロマチンに対する単一細胞シーケンスアッセイ（scATAC-seq）は、単一細胞におけるエピジェネティックランドスケープの研究に最も一般的に用いられている手法である［Stuart and Satija, 2019; Armand et al.］ scRNA-seqとscATAC-seqは異なるが、どちらも遺伝子の活性を表す。したがって、実際の細胞機能を理解するためには、プロテオミクスとメタボロミクスを解析することも不可欠である。
scRNA-seqや他の分離されたプロトコールから得られたデータは、空間情報を失うことになる。対照的に、空間生物学と空間トランスクリプトミクスは、空間的文脈と座標における転写産物の組織学的、細胞学的、細胞内情報を含む［Raoら、2021；Zhuang、2021；Pallaら、2022；Moffittら、2022；Chen Aら、2022；Moses and Pachter、2022］。eCHIKIN（electroporation- and CRISPR-mediated Homology-Instructed Knock-IN）は、scRNA-seqデータで細胞型特異的と同定された遺伝子にGFPまたはCre cDNAを挿入する、体細胞におけるCRISPRを介したゲノム編集技術である［Yamagata and Sanes, 2021］。この手法により、細胞の形態や結合性が明らかになり、プロテオームを組織化する分子的・空間的ネットワークが記述される可能性がある［Cho et al, 2022］ これらの転写後様式は、空間的・時間的情報とともに、細胞の種類と状態の解明を容易にし、細胞機能に関するより重要な情報を提供する。
オープンサイエンスとDeSci
あらゆる科学研究を推進するためには、支持的なコミュニティを持ち、資金を集め、施設を建設することが前提条件となる。さらに、すべての科学データはオープンにアクセスできるようにされ、永続的に維持されるべきである。それにもかかわらず、現在の「ビッグ・サイエンス」プロジェクトのほとんどは、いくつかの欠点に悩まされている。例えば、個人や研究機関から提出されたすべての貢献やデータが満足にクレジットされているわけではない。それどころか、管理は極めて中央集権的であることが多く、成功したプロジェクトのリーダーとして高く評価されているのは、ほんの一握りの影響力のある科学者だけである。
分散型科学（DeSci）とは、ブロックチェーン技術（https://ethereum.org/en/desci/）[Hamburg, 2021]を用いて、データや知識の普及、評価、資金提供、信用、保存のための共有インフラを構築することを提案する新たな動きである。非代替性トークン（NFT）などの暗号技術を使って、研究資料へのオープンアクセスを誰もが可能にする一方で、すべての研究者がデータを共有し、その努力に対する信用を得るようなエコシステムの構築を目指している。さらに重要なのは、分散型自律組織（DAO）を設立することで、強力なリーダーがいなくても、トークン化されたインセンティブ構造を使って科学組織を統治できることだ。DAOは、学術界、慈善団体、企業のパートナーからなるコンソーシアムと協力することで、遡及的または二次的な資金を使用して、より柔軟で機敏な資金を提供することができる。科学データや成果は、研究NFT（rNFT）や知的財産NFT（ipNFT）を用いて所有し、クレジットを付与することができる。Interplanetary File System（IPFS）のようなピアツーピアのデータストレージは、データの永続的な保存と配布を保証する。これらの最先端の暗号技術は、様々な基礎科学プロジェクトにおける様々な試みをサポートし、武具を作成し、研究資源とインセンティブを組織することができる。そこで私は、このニワトリ細胞アトラスプロジェクトを分散型で推進するため、gallusDAOを設立し、多くの研究者による国際的な共同研究を提案したい。
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