系统生物学标记语言

✍ dations ◷ 2025-11-22 22:19:36 #基于XML的标准,系统生物学,标记语言

系统生物学标记语言(英语:Systems Biology Markup Language,简称SBML)是机器可读的、基于XML的置标语言,用于描述生化反应等网络的计算模型。SBML可以描述代谢网络、细胞信号通路、调节网络、以及在系统生物学研究范畴中的其它系统。

2000年,在日本科学技术振兴机构(JST)的资助下,Hiroaki Kitano和John C. Doyle发起组建了一个研究小组试图为系统生物学的计算模型发展更佳的基础性软件。Hamid Bolouri是这个小组的组长,其成员有Andrew Finney、Herbert Sauro以及Michael Hucka。他们最初的工作集中于设计一个使现有的生物学模拟软件包中的一部分可以互相交换数据的系统。这些软件包括Berkeley BioSpice, DBSolve, E-Cell,Gepasi, Jarnac, StochSim和The Virtual Cell。从那时起,越来越多的软件开始支持SBML。

编写这些软件工具的若干工作小组于2000年4月28到29日参加了在加州理工学院(California Institute of Technology)举行的ERATO分子生物学软件平台会议。他们取得了一个共识,即为了更好地交换信息,所有的组件必须以相同的格式来进行对模型的描述。会议决定采用XML作为描述模型的编码语言,因为这时XML语言因可能被采用为因特网数据标准而得到了人们的注意。

紧接着,Kitano小组为作为体系组成部分的软件Systems Biology Workbench (SBW)和作为模型描述格式的SBML语言制定了最初的规范和方案。

SBML有如下三个主要的目的:

SBML并非是为了描述定量模型而定义的通用语言。它的目的是设计成一种“混合通用语言”,也就是说作为现有软件工具间交换计算模型的基本数据的交换格式。

SBML可以编码由生化分子及其相互反应而成的生化反应网络组成的模型。一个重要的原则是,该模型可被分解成明确标记的组成元素,而且元素的集合可比拟成对反应方程式的一种精细的再现;而这种再现并非直接将模型映射为一组(微分)反应方程式的集合或其它对模型的精细解释。这种分解在元素组成上是明确的而在大体模型框架上是模糊的,这种特性使得软件工具易于进行对模型的解释,并把SBML格式转换成任意的、在软件内部实际使用的格式。

支持SBML的软件包应该能读出使用SBML的模型描述文件,并将它转换成软件的内部格式以进行对模型的分析。例如,某个软件包可能提供通过构造反应网络中的(微分)方程式来进行模型仿真的功能,进而可对方程式进行数值的时程积分(numerical time integration),以进行对模型动力学特性的研究。又如另一种情况,某个软件包可能会构造一种离散的随机模型,并使用动态的进行对模型的仿真(如)。

SBML能够描述任意复杂度的模型。模型中的每种组件用特定的能够良好组织该组件相关信息的数据结构来描述。这些数据结构决定了整个模型如何用编码。

SBML被定义为不同级别。并支持级别的向下兼容。一般说来,级别越高,功能越多,表达能力也越强。如果一个软件能够翻译高级别的SBML,那么它也能够翻译低级别的SBML。反之,却不是这样。高的级别的SBML只代表更多的功能和更强的表达能力,并不取代低的级别。但在同一级别内,新的版本取代旧版本。


开源软件,例如libSBML支持级别1和级别2,尽可能为用户提供最大方便。

发布于2007年6月16日的L2V3是最新的SBML版本。

相关

  • 淤泥淤泥(Silt),又称沉泥或粉土,是泥土的基本组成成分之一。地质学中,淤泥是介于沙土及黏土之间,长约2到62微米、直径4到9微米的一种颗粒状物料(英语:granular material),主要由石英及长石
  • 乔治·怀特塞兹乔治·怀特塞兹(英语:George M. Whitesides,1939年8月3日-),出生于美国肯塔基州路易斯维尔,美国化学家,哈佛大学教授,在有机金属化学、纳米技术、超分子组装、核磁共振谱学、物理有机
  • 和平宫和平宫(荷兰语:Vredespaleis),创建于1913年8月28日,位于荷兰海牙,被认为是国际法之都,国际法院(联合国的主要司法机构)和常设仲裁法院以及海牙国际法学院均坐落此处。和平宫还有藏书
  • 草胡椒属草胡椒属(学名:Peperomia)是胡椒科下的一个属,为一年生或多年生、肉质草本植物。该属共有约1000种,分布于热带和亚热带地区。Peperomia argyreiaPeperomia blandaPeperomia campt
  • 羟甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶 (NADPH)羟甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶 (NADPH)(英语:hydroxymethylglutaryl-CoA reductase (NADPH),EC 1.1.1.34)是一种以NAD+或NADP+为受体、作用于供体CH-OH基团上的氧化还原酶。这种
  • 延吉市延吉市(中国朝鲜语:연길시/延吉市 Yŏn'gil si */?)为中国吉林省下辖县级市,延边朝鲜族自治州首府。延吉为中国较具实力的县市之一,其综合竞争力2010年位居吉林省各县(市)的首位,全
  • 316国道316国道(或“国道316线”、“G316线”)是在中国的一条国道,起点为福建省福州市长乐区,终点为甘肃省黄南藏族自治州同仁县的国道,全程2915千米。这条国道经过福建、江西、湖北、陕
  • 纳粹主义纳粹主义(“纳粹”音译自 Nazi,本身是缩写,来自德语的“国家民族社会主义”:),指1933年至1945年间统治德国的独裁政治,即“德意志第三帝国”。“纳粹”这个词在德语中的含义并不具
  • 厄里斯 (希腊神话)不 和 女 神 厄里斯 厄里斯(希腊文:Ἔρις;英文:Eris,意为“不和”)是希腊神话中的不和女神,她在罗马神话中被称为Discordia。荷马和赫西俄德对她有不同的描写:在《伊利亚特》中她
  • 转动转动,是指物件旋转的运动。三维物件绕着旋转的轴称为转动轴或旋转轴,若旋转轴通过物体的质心,则称此物体在自转,而此轴称为自转轴。恒星和行星都会自转,小天体亦大多会自转。作为