BIOML & Friends
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George Gentsch, Lukas Stingelin
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Übersicht
5. Juni 2002
Allgemeine Einführung in BIOML
Biologischer Kontext
Implementation biologischer Sachverhalte
Struktur und Elemente von BIOML
Einführungbeispiele
Beispiele aus einer „annotated“ Datenbank
Spezieller BIOML Browser und Editor
Evtl. „Friends“ von BIOML
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BIOML- Biopolymer Markup Language
Kurzbeschreibung:
BIOML erlaubt alle experimentellen Informationen über
eine molekulare Einheit bestehend aus Biopolymeren wie
zum Beispiel Proteine und Gene zu spezifizieren und
darzustellen.
Working Draft Proposal (kein W3C Working Draft):
10.01.1999 (erste Version)
von
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BIOML - Was sind die Ziele?
BIOML soll...
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ein erweiterbares „Framework“ für die Darstellung von
Biopolymeren wie zum Beispiel Proteine und Gene
liefern.
ein brauchbares Werkzeug für Biologen und andere
Naturwissenschaftler liefern, um Informationen zu
biopolymeren Sequenzen über das World Wide Web
oder ein Intranet auszutauschen.
die entsprechende Darstellung vereinheitlichen, also
einen (firmeninternen) Standard liefern.
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BIOML - Entwicklungskriterien
BIOML Dokument soll eine zuverlässige Repräsentation
des Gen-Protein-Konzepts sein.
Alle bekannten experimentellen Daten über dieses Objekt
sollen logisch, zu einem biologisch bedeutungsvollen und
aussagekräftigen Gebilde zusammengefügt werden.
Das Dokument soll für den Forscher übersichtlich sein.
Information soll gebündelt und hierarchisch in eine BaumBlatt-Struktur eingepasst werden.
Dokument soll leicht erweiterbar, transferierbar und
implementierbar sein.
Es soll Konversionen von anderen Daten zu BIOML und
vice versa unterstützen.
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BIOML – „Inhaltsverzeichnis“
Welche Typen von Informationen müssen mit der
biopolymeren Sequenz im BIOML Dokument abgelegt sein,
damit die Information nützlich (für die biologische
Forschung) ist?
Strukturinformation:
Crosslinks
Zusammensetzung
Notizen zu Modifikationen und Aberrationen
Assoziierte Information (Funktion, Pathologie usw.)
Allgemeine Information (Autor, Datum etc.)
Literaturreferenzen (u.a. Webadressen)
Vergleich mit anderen Daten aus Datenbanken
„Key“ Attribute (für Datenbanken)
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BIOML – Biologischer Kontext
Proteine
Vom Gen zum Protein
Tags, Visualisierung im Browser,
DTD
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Proteine
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Proteine
Kontrolle der Stoffwechselvorgänge
Zellmaschinerie
Strukturelemente
Linearer Aufbau mit Querverbindungen
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Vom Gen zum Protein
Transkription (Compile)
Translation (Run)
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Transkription
4 verschiedene Zeichen/Basen (ACTG) auf DNA
Proteine aus 20 verschiedenen Aminosäuren
aufgebaut
agcagccctccaggacaggctgcatca
cct cca gga cag gct gca tca
Stop
Codons 20 Aminosäuren Start
Abfolge der Codons = Abfolge der Aminosäuren
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Translation
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Translation
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Translation
Aneinanderreihung der
Aminosäuren
3D Struktur
Proprotein - Protein
Domänen, Strukturen
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Tags
<dna>
<promotor>
<gene>
<exon>
<intron>
<ddomain>
<da>
<dmod>
<dvariant>
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<dstart>
<dstop>
<rna>
<rdomain>
<ra>
<rmod>
<rvariant>
<rstart>
<rstop>
<protein>
<subunit>
<homolog>
<peptide>
<domain>
<aa>
<amod>
<alink>
<avariant>
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Erweiterbarkeit
domain type (Protein)
aa type (Aminosäure)
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BIOML – Allgemeine Elemente (1)
Elemente zum allgemeinen Zweck
meistens Blätter in der Baumstruktur
z.B. <name>, <note>, <comment>, <copyright> usw.
Organismus definierende Elemente
umschliessen Tags der biopolymeren Sequenzen
z.B <organism>, <species>, <common_name> usw.
Ortsdefinierende Elemente
z.B <tissue>, <cell>, <organelle> usw.
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BIOML – Allgemeine Elemente (2)
Literaturreferenzen
Tag <reference>
Blätter von <reference>: <author>, <title>, <journal>,
<pages> usw. Sie haben nur eine Bedeutung, wenn sie von
<reference>...</reference> umschlossen sind.
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...
<reference>
<author>Arber W.</author>
<title>restriction enzymes</title>
<journal>Nature</journal>
<pages>13</pages>
...
</reference> ...
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BIOML – Allgemeine Elemente (3)
Datenbankreferenzen
Tag <db_entry/> (immer leeres Element)
Attribute: format, query, entry
Beispiel:
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...
<reference>
<db_entry format="EMBL“ entry="L03655"/>
</reference> ...
...
<reference>
<db_entry format="GENBANK"
query="http://www2.ncbi.nlm.nih.gov/irx/cgi-bin/
birx_doc?genbank+444001"/>
</reference> ...
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BIOML – Allgemeine Elemente (4)
URL-basierte Resourcen
Element <file/> mit Attribute: format, query
Element <query/> mit Attribute: format, query (CGI)
Beide Elemente sind immer leer.
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...
<file URL="http://www.proteome.com/YPD/STE20.html"
format="HTML"/>
...
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BIOML – Globale Attribute & Entitäten
Einige Attribute können in alle Elemente implementiert
werden:
label
Bezeichner für ein bestimmtes Element (Browser
braucht ihn als Platzhalter)
state
„hide“, „open“ oder „close“. Information für Browser,
wie das entsprechende Element dargestellt werden
soll.
id
Identifikationsnummer für Katalogisierungszweck
Entitäten - global zur Verfügung stehende Mnemonics:
Å: &angstrom; usw.
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„Friends“ von BIOML
BSML
ChemML
SBML
MoDL
StarDOM
PROXIML
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CellML
MAML
GEML
GAME
GeneXML
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MSAML
MAGE-ML
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„Friends“ von BIOML
•MoDL:
•SBML:
•CellML:
•StarDOM:
•GeneXML:
•MAGE-ML:
•GAME:
•BSML:
•MSAML:
•PROXIML:
•GEML:
•MAML:
•ChemML:
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Molecular Dynamics [Markup] Language
Systems Biology Markup Language
Cell Markup Language
Transforming Scientific Data into XML
GeneX Gene Expression Markup Language
MicroArray and Gene Expression Markup Language
Genome Annotation Markup Elements
Bioinformatic Sequence Markup Language
XML for Multiple Sequence Alignments
Protein Extensible Markup Language
Gene Expression Markup Language
Microarray Markup Language
Chemical Markup Language
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BSML – Bioinformatic Sequence
Markup Language
~ BIOML
Standardisierung
Graphische Darstellung von Sequenzen und spezielle
Ausprägungen
Zugriff auf fremde Ressourcen
Durchmusterung von Genabschnitten mit Hilfe des BSMLBrowsers
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CellML – Cell Markup Language
Speicherung und Austausch von computerbasierten
biologischen Modellen.
Unterstützung verschiedener Modell bildenden
Programme
Möglichkeit der Wiederverwendung von Komponenten
eines Modells in anderen Modellen > Beschleunigung der
Modellbildung
Information zur Modellstruktur, wie die einzelnen
Komponenten untereinander organisiert sind.
Information zur Mathematik (Gleichungen für biologische
Prozesse) > MathML implementiert
Zusätzliche Daten für Suche von spezischen Modellen in
Datenbanken
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BIOML & Friends - Links
BIOML
Homepage http://www.bioml.com/BIOML/index.html
WDP http://www.bioml.com/BIOML/b_toc.htm
DTD http://www.bioml.com/BIOML/bioml.dtd
BioBrowser v1.3
http://www.proteometrics.com/gsc_BioML.html#browser
Übersicht http://xml.coverpages.org/bioml.html
XML in Bioinformatik http://bio.perls.org/Projects/XML/
Friends
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Übersicht von OASIS http://xml.coverpages.org/
<kürzel>.html
Praktisch jede Auszeichnungssprache hat ihre Homepage.
Z.B. http://www.bsml.org, http://www.cellml.org.
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