東北メディカル・メガバンク機構

東北メディカル・メガバンク棟

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  • 東北メディカル・メガバンク棟
  • 東北メディカル・メガバンク棟は、平成25年度末に東北大学星陵キャンパス内に竣工しました。建築面積3,425.62㎡、延床面積18,017.67㎡の7階建て(一部5階建て)で、PC構造、基礎免震構造を採用し、隣接する5階建ての医学部6号館とは各階で、既存の医学部5号館とは2階部分で一部連結しています。 
    バイオバンク施設(生体試料保管庫)、MRI装置、NMR装置、シークエンス解析設備、スーパーコンピュータ等を導入し、1階にはカフェのあるアトリウム、2階には地域支援仙台センター、仙台子どもけんこうスクエアを設置し当機構が推進する地域住民コホート調査・三世代コホート調査のための健康調査を実施しています。3階以上は、オミックス解析設備、アレイ解析設備などラボスペースとなっています。

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    各施設のご案内

     

    地域支援仙台センター・仙台子どもけんこうスクエア

    地域支援仙台センターと仙台子どもけんこうスクエアは、東北メディカル・メガバンク機構が行うコホート調査の拠点で、詳細二次調査を実施しています。なお他にも、宮城県内各地に6つの地域支援センターを設置しています。コホート調査への参加者お一人おひとりにGMRC(ゲノム・メディカルリサーチコーディネーター)が調査について説明し詳細な調査を受けることへの同意をいただくためのブースや、身長、体重、体組成、骨密度測定、血液検査、呼吸機能検査、頸動脈エコーによる検査、眼科検査、口腔内検査、心電図検査、呼気NO検査、タブレットPCを使ったアンケート調査などに対応できる設備を備えます。地域支援仙台センターは成人の、仙台子どもけんこうスクエアは子どもの調査を実施します。また、MRI検査と付随する認知機能検査のための部屋や、メンタルヘルス対応や遺伝カウンセリングなどに使われる個別の面談室もあります。

     

    地域支援センター
    健康調査設備

    健康調査設備についてはこちらを参照ください。

    MRIについて

    3.0テスラの高解像度のMRI装置が2台設置され、年間千名以上を対象にMRI検査を行うことができます。脳MRI検査では、MPRAGE法、脳拡散強調画像法などの様々な撮像方法を取り入れ、脳灰白質/白質体積、脳白質線維束、脳白質病変、脳血管の走行の評価などが可能です。これらのデータから、震災後に悪化等が懸念されるPTSDやうつ病等の精神疾患、長期的な認知機能低下への影響や認知症などを研究することができます。

    関連リンク

    子どもコホートセンター

     

    スーパーコンピュータシステム

    スーパーコンピュータシステムは、15万人規模のゲノムコホートの基盤となる計算機です。さまざまなデータを保存するデータバンクであると同時に、次世代医療を支える解析基盤でもあります。次世代医療に欠かせない大規模ゲノム解析を支えるCPUが14,320コア、GPUが24基、高速なデータ解析を可能にする超並列ハードディスク装置が27ペタバイト、データバンクとしてデータを長期間保存することができる最新のテープドライ ブも装備された日本最大規模のシステムです。
    このシステムは、ゲノム・オミックス データのみならず、コホートで収集されたアンケート情報や生化学検査のデータなどさまざまなデータを匿名化し、高度なセキュリティーを確保しながら、個別化予防・ 医療を実現するために必要な解析を効率的に行えるように設計されています。
    スーパーコンピュータシステムは2014年に最初のシステムが導入された後、2018年にアップデートを実施し新旧のシステムを一部合わせて運用しております。各数字は、2018年4月現在の新旧システムの合算値です。

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    設備と構成
    計算ノード 共有メモリ型計算機 高速ストレージ 
    総ノード数:656ノード
    総コア数:14,320コア
    総メモリ容量:78TB
    総ノード数:11ノード
    総コア数:672コア
    総メモリ容量:25TB

    27PB
    (最大50PBまで増設可能)

    その他システム特長
    ● システムをつなぐネットワーク : InfiniBand 4xFDR, 40/10 Gigabit Ethernet
    ● 長期保存用テープライブラリ : 容量29PB(全体)

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    バイオバンク(生体試料保管庫)

    数百万本の試料を保管できる日本最大級のバイオバンク施設です。大型凍結保存容器22台は細胞保存に使用しており、自動回転機構も一部装備されています。細胞は液体窒素の液相とは接触させず、上部の-180℃以下の気相部分に保存します。全自動試料保存システムは、DNA を4℃にて、血液成分や尿を-80℃にて保存し、試料管理システムと連動して自動で入出庫作業を行います。入出庫時の試料の温度上昇は、最小の開口面積と高速な作業により最低限に抑えられます。このようにしてバイオバンク施設では、ラボラトリ情報管理システム(LIMS)のもと、試料の確実な管理と安定した温度での長期保存が行われています。

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    設備と構成
    全自動試料保存システム
    装置名 運用温度 容量 特長
    -80℃保管用:
    Brooks BioStore II
    -80℃
    (2台:
    血漿,尿など保存)
    総計450万本
    程度のサンプル
    チューブ保管可

    完全自動化された入出庫システム。
    開口部が小さく、温度変化が小さい。

    4℃保管用:
    Brooks SampleStore II
    4℃
    (1台:DNA保存)

     

    大型凍結保存容器
    装置名 数量 容量 特長
    太陽日酸DR-1000AT
    (G)-16
    16 総計130万本
    程度のサンプル
    チューブ保管可
    液体窒素の自動充填装置を備え、
    -180度以下の安定した気相状態の中で試料を保管。
    CHART社 MVE
    1894R-190AF-GB
    6
    関連リンク

    バイオバンク室

     

    シークエンス解析

    年間数千体のヒトの全ゲノム配列を高精度に解読可能な、次世代シークエンス解析施設です。様々なシークエンス解析に対応するため、現在7機種の次世代シークエンサーを運用しています。一塩基多型解析やコピー数多型を解析する各種機器も運用しています。検体の取り違いを防止するため、解析工程は可能な限りロボット(自動分注ワークステーション)による自動化を採用しています。30億文字からなるヒトのゲノム配列を高精度に決定するには、その25-100倍(~3000億文字)程度のデータを取得し解析する必要があります。これらシークエンス解析で得られた膨大なデータは、安全な専用ネットワークでスーパーコンピュータに送信され、解析されています。

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    設備と構成
    装置名 特徴
    Hiseq2500
    (Illumina)
    蛍光検出シークエンサー (高出力) : 全ゲノムシークエンス、エクソーム解析に利用。
    Miseq
    (Illumina)
    蛍光検出シークエンサー (低出力) : シークエンスライブラリの品質管理、小規模解析(メタゲノム解析等)に利用。
    NextSeq500
    (Illumina)
    蛍光検出シークエンサー (中出力) : 遺伝子発現解析に利用。
    Ion Proton
    (Thermo Fisher)
    イオン検出半導体シークエンサー (高出力) : 主としてがん細胞のエキソーム解析に利用。
    Ion PGM
    (Thermo Fisher)
    イオン検出半導体シークエンサー (低出力) : 主として標的解析(がん関連遺伝子など解析)。
    PacBio RS II
    (Pacific Biosciences)
    一分子蛍光検出シークエンサー : 長鎖リードシークエンス解析に利用。
    MinION(Oxford Nanopore Technology) 一分子ナノポアシークエンサー : 長鎖リードシークエンス解析に利用。
    関連リンク

    シークエンス解析室

     

    オミックス解析

    バイオバンク施設に保管されている血液や尿の中に含まれる、様々な代謝物やタンパク質を高精度に分析、定量できる最先端のオミックス解析施設です。3台の高磁場高感度核磁気共鳴(NMR)装置(800MHzと600MHz)と13台の各種質量分析装置(LC-MS, GC-MSなど)が設置されており、解析対象や目的に応じて様々な分析が可能です。また各装置には多検体を自動で測定できる設備が付属しており、年間数千検体の試料の解析が可能です。得られた成果はスーパーコンピュータシステムに保管され、日本人の標準的なオミックス情報(代謝物やタンパク質の種類や量)として、様々な医療や研究に役立てられます。

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    設備と構成
    核磁気共鳴(NMR) 装置
    用途 装置名 共鳴
    周波数
    装備
    標的メタボローム解析 Bruker 800 NMR 800MHz 高感度極低温プローブ
    網羅的メタボローム解析 Bruker 600 NMR 600MHz 自動サンプル交換装置

     

    質量分析装置
    用途 数量 装置名 装備
    網羅的メタボローム
    解析
    5 Synapt G2-Si
    QExactive
    Orbitrap Fusion
    Orbitrap Elite
    超高速液体クロマトグラフ
    高速液体クロマトグラフ
    ナノ流速液体クロマトグラフ
    標的メタボローム解析 7 Xevo TQ-S
    TSQ Quantum Ultra
    TSQ Quantiva
    TQ8040
    超高速液体クロマトグラフ
    高速液体クロマトグラフ
    ガスクロマトグラフ
    標的・網羅的
    プロテオーム解析
    1 TT5600 ナノ流速液体クロマトグラフ
    関連リンク

    オミックス解析室

     

    アレイ解析

    マイクロアレイを用いたSNPジェノタイピングを行う解析施設です。プラットフォームの異なるマイクロアレイ解析に対応するために、3種類のシステムを運用しています。それぞれのシステムにラボラトリ情報管理システム(LIMS)を装備し、実験の各工程の進行状況を管理して検体の取り違えや誤った試薬を使用するなどのトラブルを防止したり、分注ロボットの稼働状態を記録するなどして解析のクオリティコントロールを行っています。解析により得られたマイクロアレイデータは、スーパーコンピュータに送信され遺伝統計学的クオリティ・チェックが行われています。

     

    装置名 数量 特徴
    GeneTitan 全自動 hybridization and scanner system
    (ThermoFisher Scientific)
    2 約70万のSNPを搭載したフルカスタムアレイ(ジャポニカアレイ®)を解析するための装置。標準仕様では、1台で1週間あたり384検体のデータ取得が可能。
    iSCAN scanner system
    (Illumina)
    2 ビーズチップタイプのマイクロアレイを解析するための装置。SNP搭載数約250万のOmni2.5アレイでのデータ取得に使用。
    Microarray scanner system
    (Agilent Technologies)
    2 スライドグラスにプローブDNAをスポット状に吹き付けて固定化したタイプのマイクロアレイを解析するための装置。

     

    クリニカルバイオバンク施設(未来型医療創成センター)

    東北大学病院での診療を通じて得られる貴重な検体を、将来にわたる研究に活かしていくために、東北メディカル・メガバンク棟内にクリニカルバイオバンク施設を設け、未来型医療創成センター東北大学病院個別化医療センターが運用しています。血液をはじめとする液性検体や、手術時に採取した組織検体など多様な検体を匿名化して保管し、将来にわたる研究に備えています。

     

    保冷施設
    装置名 数量 運用温度 容量
    超低温フリーザー 10 -80℃ 液性検体用:1ccサンプルチューブ30万本超
    組織検体用:サンプルケース総計4万個超

    ※未来型医療創成センター:東北大学は日本で最初の3校のうちの一つとして指定国立大学の指定を受け、創造と変革を先導する世界的な研究拠点として「未来型医療拠点」を形成しその中心的な役割を担う組織として、未来型医療創成センターを設立しました。東北大学病院、医学系研究科、加齢医学研究所、歯学研究科、薬学研究科、情報科学研究科、医工学研究科、そして東北メディカル・メガバンク機構の8つの部局が協力して、ゲノム・オミックス情報その他の生体情報及び臨床情報を活用し人工知能を含むデータ科学に基づく研究、そして遺伝要因・環境要因と疾病の関係性の解明に関する研究及びその成果の臨床実装を推進していきます。
    未来型医療創成センターの中心的な施設等は、東北メディカル・メガバンク棟に設けられています。 未来型医療創成センターウエブサイト

    東北メディカル・メガバンク機構

    お知らせ
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