LIMS zur digitale Erschließung und Bewahrung pflanzengenetischer Ressourcen am IPK- Gatersleben

Transkript

1 LIMS zur digitale Erschließung und Bewahrung pflanzengenetischer Ressourcen am IPK- Gatersleben Gatersleben Matthias Lange 12. Juni 2018

2 IPK Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung Teilesammlung Nord Gatersleben

3 IPK Forschungsschwerpunkte Anpassung und Nachhaltigkeit Bereitstellung und Nutzbarmachung Biodiversität der Kulturpflanzen Pflanzliche Leistung Genetische Vielfalt Züchtungstechnologien

4 Datenspektrum Handschriftliche Aufzeichnungen Feldbonituren, Lagermanagement Biodiversität der Kulturpflanzen Automatisierte/Hochdurchsatz Phenotypisierung - Heterogene Sensorikplatformen sucrose hexoses protein starch Genotypisierung Genome und Marker Daten sucrose hexoses mm sol. sugars Inhaltstoffmessung, Modellierung Metabolitanalyse, Proteomics, Modelle I 80 III II prestorage phase storage phase developmental stages 7

5 Die Herausforderung: LIMS/ELN als zentrale Datenmanagement-Infrastruktur Data Analysis Data P ublica tion Data Prese rvation ortal P b e W APIs Meta Da ta ices v e Informatio D l i b n Retrieva Mo l t r o Import Exp Intuitive GUI

6 Vorgehensweise LIMS-Einführung am IPK Entscheidung Institutsleitung zum Bedarf Finanzierung Projektgruppe LIMS über 12 Monate Prozesserfassung in Pilotgruppen Erarbeitung Studie zur Einführung eines LIMS Referenzen Literaturstudium Markanalyse Anforderungsworkshops Nutzeranforderungen IT/Datenmanagementanforderungen Betriebsanforderungen Vorstellung Ergebnisse und Entscheidung der Institutsleitung Eigenentwicklung vs Open Source vs Kommerziell Kosten Betriebskonzept Personal Organigramm Kommerzielles Produkt Auswahl aus 4 Kandidaten Permanente Position eines LIMS-Manager Implementierung Integration in Bioinformatik und IT Direkter Projektleiter und Support vom Hersteller Seite 6

7 Eigenschaften IPK-LIMS-System Kombination aus LIMS und ELN Kombination relationale Datenbank und externer Speicher Anpassbare, tabellarische Nutzeroberfläche Frei programmierbare Import- und Exportschnittstellen Zentrale Installation als Remote App (MS-Windows Server) Erweiterbares Datenschema Auditierung und Datenschutz LIMS RALIMS strukturierte Datenablage und Analytikdokumentation ELN Ablage unstrukturierter Dokumente als elektronisches Laborbuch Seite 7

8 LIMS Datenstruktur Nachhaltig durch Einfachheit measurement method project store 1 1 n defi ned by has has n n m parameter experiment material n 1 1 m me asu red by inclu des con - nec ts result n has 1 n probe n use 1 s 1 sample

9 Gruppiert in Funktionskategorien LIMSOPHY Module Tabellarische Darstellung von Allgemein zu Details Individuelle Ansichten, Layouts und Berechtigungen Copy/Paste Integration in Standardsoftware Auditierung, Archivierung Offline-fähig 9

10 LIMSOPHY LIMS für strukturierte Daten Tabellen und Attributen Generische Ergänzungen (EAV) Datentypen Wahrheitswerte Text Zahlen Diskrete Werte Dateireferenzen Binärdaten 10

11 LIMSOPHY: ELN Funktionalität Elektronisches Laborbuch Unstrukturierte Daten Vorlagenbasierten Ausfüllen von Laborprotokollen 11

12 Akzeptanzerhöhung durch Erstellung nutzerspezifische Frontends

13 Projektspezifische Web-Portale

14 Status Querschnittsaufgaben Lagerungverwaltung Chemikalien, Gefahrstoffe GVO Fotoarchiv Projektdatenmanagement Laborbuch/Versuchsprotokollierung Primärdatenkatalogisierung und - verwaltung Ablage und Organisation von quantifizierten Messdaten Migration obsoleter Datenbanken und Informationssystemen Laboraufräge und Datenauslieferung Projektspezifische Web-Portale GESAMT Proben Dateien Ergebnisse Aktive Nutzer (pro Jahr) nicht mehr verfügbar Seite 14

15 Arbeitsschwerpunkte Datenmanagement IT-Infrastructure Laboratory Information Management System: LIMSOPHY Scalable Storage Management System: HSM Scalable Hardware: Oracle Data Appliance Database Technology: relational, nosql Frontend Technologies (OS-native, Web, Mobile Devs) FAIR Data Management Data Sharing and Publication: DataCite Unique Researcher Identifier: ORCID-DE Search Engines, Registries, Repositories: diverse RESTful API s: Breeding API Research Data Management Plans: ongoing Defined Processes and Communication Minimum Information Standards: MIAPPE, MCPD Standards: material naming, IDs, file formats, storage paths Lab-Processes and policies: sequencing, chemicals, User Training and Support

16 Danke für Ihre Aufmerksamkeit

17 Architektur der IPK LIMS-Dateninfrastruktur Desktop PC Lab PC Desktop PC Lab PC Desktop PC Lab PC Data Acquisition Windows Terminalserver Remote Application Compute Server Hierarchical Storage System Central Database System

18 LIMS als Basis für FAIR Data Management Infrastructure: Data Publication: Plant Genetic Resources and Biodiversity: Plant Phenotyping Networks & Standards:

19 Vom Gen zum Phen (R. Furbank, M. Tester, Trends in Plant Science, 2011) (K. Mochida K. Shinozaki, Plant Cell & Physiology, 2010)