系統生物學標記語言

SBML一般指本詞條

系統生物學標記語言 (英語全稱Systems Biology Markup Language、英語縮寫SBML),意即系統生物學標記語言,或者系統生物學置標語言。它是機器可讀的、基於XML的置標語言,用於描述生化反應等網路的計算模型。SBML可以描述代謝網路、細胞信號通路、調節網路、以及在系統生物學研究範疇中的其它系統。

基本介紹

  • 中文名:系統生物學標記語言
  • 外文名:systems biology markup language
  • 簡稱:SBML
目的,主要功能,級別版本,書寫結構,

目的

使得軟體工具之間可以通用而不必重寫模型;
使得模型用一種統一的格式發布和共享,這樣其他研究者們可以在不同的軟體環境中打開模型;
確保模型被某個軟體創建之後在該軟體的整個生命周期中都可用。
SBML並非是為了描述定量模型而定義的通用語言。它的目的是設計成一種“混合通用語言”,也就是說作為現有軟體工具間交換計算模型的基本數據的交換格式。

主要功能

SBML可以編碼由生化分子及其相互反應而成的生化反應網路組成的模型。一個重要的原則是,該模型可被分解成明確標記的組成元素,而且元素的集合可比擬成對反應方程式的一種精細的再現;而這種再現並非直接將模型映射為一組(微分)反應方程式的集合或其它對模型的精細解釋。這種分解在元素組成上是明確的而在大體模型框架上是模糊的,這種特性使得軟體工具易於進行對模型的解釋,並把SBML格式轉換成任意的、在軟體內部實際使用的格式。
支持SBML的軟體包應該能讀出使用SBML的模型描述檔案,並將它轉換成軟體的內部格式以進行對模型的分析。例如,某個軟體包可能提供通過構造反應網路中的(微分)方程式來進行模型仿真的功能,進而可對方程式進行數值的時程積分(numerical time integration),以進行對模型動力學特性的研究。又如另一種情況,某個軟體包可能會構造一種離散的隨機模型,並使用動態的[蒙特卡洛法]進行對模型的仿真(如Gillespie算法)。
SBML能夠描述任意複雜度的模型。模型中的每種組件用特定的能夠良好組織該組件相關信息的數據結構來描述。這些數據結構決定了整個模型如何用XML編碼。

級別版本

SBML被定義為不同級別。並支持級別的向下兼容。一般說來,級別越高,功能越多,表達能力也越強。如果一個軟體能夠翻譯高級別的SBML,那么它也能夠翻譯低級別的SBML。反之,卻不是這樣。 高的級別的SBML只代表更多的功能和更強的表達能力,並不取代地的級別。但在同一級別內,新的版本取代舊版本。
級別一版本二
級別二版本三

書寫結構

函式定義
單元定義
隔間類型
物種類型
隔間
物種
參數
初始賦值
規則
約束
反應
事件

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