BIOML & Friends George Gentsch, Lukas Stingelin. 5. Juni 2002 Seminar XML-Technologien/BIOML & Friends2 BIOML & Friends Übersicht Allgemeine Einführung

BIOML & Friends

George Gentsch, Lukas Stingelin

5. Juni 2002 Seminar XML-Technologien/BIOML & Friends

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BIOML & Friends Übersicht

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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Kurzbeschreibung: BIOML erlaubt alle experimentellen Informationen über eine molekulare Einheit bestehend aus Biopolymeren wie zum Beispiel Proteine und Gene zu spezifizieren und darzustellen.

BIOML- Biopolymer Markup

Language

Working Draft Proposal (kein W3C Working Draft): 10.01.1999 (erste Version) von


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BIOML - Was sind die Ziele? BIOML soll...

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

Baum-Blatt-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

agccctccaggacaggctgcatca

agc cct cca gga cag gct gca tca

Codons StopStart20 Aminosäuren

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>

<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.

...<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:

...<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.

...<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

MoDL

SBML

CellMLStarDOM

GeneXMLMAGE-ML

GAME

BSML

MSAML

PROXIML

GEML

MAMLChemML


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„Friends“ von BIOML•MoDL: Molecular Dynamics [Markup] Language•SBML: Systems Biology Markup Language•CellML: Cell Markup Language•StarDOM: Transforming Scientific Data into XML•GeneXML: GeneX Gene Expression Markup Language•MAGE-ML: MicroArray and Gene Expression Markup Language•GAME: Genome Annotation Markup Elements•BSML: Bioinformatic Sequence Markup Language •MSAML: XML for Multiple Sequence Alignments•PROXIML: Protein Extensible Markup Language•GEML: Gene Expression Markup Language•MAML: Microarray Markup Language•ChemML: 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

BSML-Browsers


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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 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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