# Ommicrobe : Une base de données scientifique en libre accès sur les habitats et phénotypes microbiens

Sophie Schbath

► To cite this version:

Sophie Schbath. Ommicrobe : Une base de données scientifique en libre accès sur les habitats et phénotypes microbiens. Journée d'étude de l'assemblée des partenaires de Hal, Le Centre pour la Communication Scientifique Directe, Nov 2024, Lyon, France. hal-04843599

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Submitted on 17 Dec 2024

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> Ommicrobe

Une base de données scientifique en libre accès sur les habitats et
phénotypes microbiens

Sophie Schbath (MaiAGE)

Journée d'étude de l'assemblée des partenaires de Hal, le 21 novembre 2024
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# Un outil puissant pour les chercheurs en microbiologie

(https://ommicrobe.migale.inrae.fr)

* **Accès à des données microbiennes diverses** : centralisation de sources bibliographiques, collections microbiennes, bases génétiques

* **Accélération et simplification de la recherche** : facilite l'accès et le croisement d'informations normalisées pour des analyses avancées

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* **Accès** : Interface web et programme (API)

* **Une action pluridisciplinaire** : microbiologie, recherche et ingénierie en TAL, bioinformatique, système d'information

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# Un service d'accès à l'information scientifique en microbiologie

**Normalisation des informations** : extrait et normalise les informations relationnelles des textes et les relie à des référentiels

- *Ontobiotope* (habitats, phénotypes et usages)

- *Taxonomie du NCBI* pour les espèces et collections pour les souches

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Image by Gerd Altmann from Pixabay

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by brgfx on Freepik

**Gérer la diversité des données** : analyse des sources décentralisées, semi- et non-structurées et les relie

- références bibliographiques de PubMed

- descriptions de souches microbiennes de collections (DSMZ, CIRM),

- description des milieux d'isolation d'espèces et souches (GenBank)

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# Extraction et normalisation de l'information scientifique

## Intelligence artificielle et traitement automatique de la langue

**Extraction d'entités complexes** : termes longs et discontinus, grande variété de domaines et de nommage

<table><tr><td>Bacillus subtilis</td><td>Lives in</td><td>soil</td></tr><tr><td>Bacillus subtilis</td><td>Lives in</td><td>sourdough bread</td></tr><tr><td>Bacillus subtilis FR1-49con</td><td>Lives in</td><td>clean room</td></tr><tr><td>Bacillus subtilis TW17/1</td><td>Lives in</td><td>clean room</td></tr><tr><td>Bacillus subtilis subsp. subtilis BD170</td><td>Lives in</td><td>cell</td></tr><tr><td>Bacillus subtilis strain 168</td><td>Lives in</td><td>soil</td></tr><tr><td>Bacillus subtilis strain 168</td><td>Lives in</td><td>experimental medium</td></tr><tr><td>Bacillus subtilis</td><td>Lives in</td><td>school</td></tr></table>

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**Extraction de relations** : des relations longues distance et ambigues entre des entités nombreuses

compound-producing endophytic bacterium HUB-I-47 isolated from eastern red-cedar, *Juniperus* virginiana L. The morphological, physiochemical characteristics of strain HUB-I-47 and its 16S rDNA sequences, and the antitermitic compound were analyzed by gas chromatography-mass spectrometry were studied. We found that the morphology of HUB-I-47 was very similar to that of Bacillus subtilis but presented some differences in shape and cell size. Growth evaluation showed that the lowest, highest, and optimum growth temperatures of HUB-I-47 were 12, 47, and 31 degrees C, respectively, which were different from those of reference strains. The 16S rDNA sequence analysis revealed a high similarity of 99% to those of B. subtilis. Based on these analyses, we named strain HUB-I-47 as **B. subtilis subsp. virginiana D. P. Zhou, K. Zhao, J. Liu et W. X. Ping, subsp. nov.** This is the first report on the analysis of antitermitic compounds from endophytic bacteria. Our study identified a new resource of antitermitic compounds through endophytic bacteria fermentation.

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**Normalisation avec de grands référentiels** : des milliers à des centaines de milliers de classes. Apprentissage automatique few- ou zero-shot

<table><tr><td>11428999, 15084811, ...</td><td>Listeria monocytogenes</td><td>Lives in</td><td>immunodeficient person</td></tr><tr><td colspan="4">Occurrence in text (taxon) Listeria_monocytogenes, Lm, Listeria_monocytogene, L._monocytogenes</td></tr><tr><td colspan="4">Occurrence in text (habitat) patient with impaired immune function, immunocompromised host, immune - suppressed cancer patient</td></tr><tr><td colspan="4">Full source text 11428999, 15084811, 10951886, 35695050, 7616977, 23019807, 8767708, 21976773, 30430399, 31837132, 1463624</td></tr></table>

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**Entraînement et évaluation** : à l'aide du corpus annoté *Bacteria Biotope* dans des challenges internationaux (BioNLP-ST)

Bacteria Biotope 2019

Extracting information about microbial biotopes and phenotypes
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# Ommicrobe aujourd'hui

**Workflow et application** : Intégration d'un grand nombre de modules et de dépendances basée sur *SnakeMake* et application basée sur *PostGreSQL* et *Python/flask*

**Mise à jour** : tri-annuelle, gros volume de données hétérogènes.

* **1 million de triplets** : accessibles, normalisés et dédoublonnés

* **Requêtes expressives** : utilisant le raisonnement

* **Accès au texte source annoté**

## Sources

<table><thead><tr><td>Base doc.</td><td>Nb de doc.</td></tr></thead><tbody><tr><td>PubMed</td><td>3 200 000</td></tr><tr><td>GenBank</td><td>500 000</td></tr><tr><td>DSMZ</td><td>133 298</td></tr><tr><td>CIRM</td><td>11 038</td></tr></tbody></table>

## Informations extraites (non dédoublonnées)

<table><thead><tr><td>Nb habitats</td><td>Nb microbes</td><td>Nb phenotypes</td><td>Nb uses</td><td>Relations habitats</td><td>Relations phenotypes</td><td>Relations uses</td></tr></thead><tbody><tr><td>30 015 773</td><td>10 835 209</td><td>2 444 337</td><td>181 392</td><td>10 112 699</td><td>516 017</td><td>151 541</td></tr></tbody></table>

## Nb relations microbe-habitat par source

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informations dédoublonnées

PubMed, 628.173

GenBank, 296.517

DSMZ. 53.616

## Nb de relations de PubMed

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INRAE
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# Exemple d'utilisation

## Nouveau "yaourt" à base de plantes fermentées

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matière première

choix du consortium microbien

experimentation de fermentation

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propriétés organoleptiques

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produit final

### Ommicrobe : sélection de toutes les propriétés à la fois

**Habitat** : vegetable juice (soy, rice, oat beverage)

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& **Usage** : acidification activity

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& **Phenotype** : mesophilic or thermophilic

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& **Source** : collection INRAE CIRM-BIA

Identifie et relie des informations décentralisées et les unifie : améliore l'exploitabilité

gain de temps pour les chercheurs, notamment sur les sujets transversaux

Chaix E., et al.. (2019)

Food Microbiology.

10.1016/j.fm.2018.04.011

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Ommicrobe

https://ommicrobe.migale.inrae.fr/

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7 espèces à tester pour la production de yaourt

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201 souches à tester

Test d'acidification : fermentation du jus de soja dans un milieu expérimental

Harlé, O., et al. (2020) Food Microbiology.
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# Perspectives

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**Nouvelles méthodes de TAL : intégrant de la connaissance du domaine (thèse d'A. Tang)**

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**Exploitation des graphes de connaissances d'Ommicrobe pour inférer de nouvelles connaissances et améliorer la cohérence (thèse Z. Le Roux)**

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**Nouveaux types d'information microbienne : molécules dégradées et produites critiques pour des enjeux en procédés de transformation : (thèse X. Zhu)**

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INRAO

Ommicrobe
21 nov 2024/ AG Hal / S. Schbath

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**Extension du nombre et de la diversité des sources documentaires, notamment aux textes complets des articles**
INSTITUT
DATAIA
Science des données, Intelligence & Société

MaiAGE
MATHÉMATIQUES ET INFORMATIQUE APPLIQUÉES DU GÉNOME À L'ENVIRONNEMENT

STLO
Hélène Falentin
Stéphanie Deutsch

Labex
DigiCosme
université
PARIS-SACLAY

Mouhamadou Ba
Robert Bossy
Louise Déleger
Sandra Dérozier
Valentin Loux
Claire Nédellec
Sophie Schbath

LISN
LABORATOIRE INTERDISCIPLINAIRE
DES SCIENCES DU NUMÉRIQUE

Pierre Zweigenbaum

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Recherche par l'espèce, ici *Bacillus subtilis*

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Omnicrobe

Search

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Web services

About

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Taxon lives in Habitat

Habitat contains Taxon

Taxon exhibits Phenotype

Phenotype is exhibited by Taxon

Taxon studied for Use

Use involves Taxon

Taxon lives in Habitat

Champs de saisie

Search relations by taxon

bacillus sub

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Filter selection

Show 10

10

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entries

Showing 1 to 10 of 1,683 entries

Search:

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<table><thead><tr><th>Source text</th><th>Scientific name of taxon</th><th>OntoBiotope class</th><th>QPS</th><th>Source</th></tr></thead><tbody><tr><td>100373</td><td>Bacillus subtilis subsp. subtilis</td><td>cell</td><td>yes</td><td>PubMed</td></tr><tr><td>10212408</td><td>Bacillus subtilis</td><td>school</td><td>yes</td><td>PubMed</td></tr><tr><td>10216858, 4321930, ...</td><td>Bacillus subtilis DSM 402</td><td>salt</td><td>yes</td><td>PubMed</td></tr><tr><td>10347866</td><td>Bacillus subtilis DSM 4515</td><td>cat</td><td>yes</td><td>PubMed</td></tr><tr><td>10347890, 10643273, ...</td><td>Bacillus subtilis</td><td>stomach</td><td>yes</td><td>PubMed</td></tr><tr><td>10369778, 18663522, ...</td><td>Bacillus subtilis</td><td>coelomic cavity</td><td>yes</td><td>PubMed</td></tr></tbody></table>

Bacillus subtilis

Bacillus subtilis B2

Bacillus subtilis BSn5

Bacillus subtilis PY79

Bacillus subtilis TO-A

Bacillus subtilis XF-1

Bacillus subtilis group

Bacillus subtilis OB028

Lives in

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MaiAGE

Copyright © 2022 INRAE - MaiAGE

omnicrobe@inrae.fr

INRAE

0.9
Recherche par
l'habitat, ici
school

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INRAO

Omnirobe

21 nov 2024/ AG Hal / S. Schba

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Omnirobe

Search

Taxon lives in Habitat

Use involves Taxon

Habitat contains

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MaiAGE

OntoBiotope navigation

Search OntoBiotope class

school

▼ microbial habitat

► animal habitat

► animal husbandry and agricultural habitat

► aquaculture habitat

▼ artificial environment

► artificial water environment

► bioreactor

▼ constructed habitat
  house

► monument

▼ public building
  airport terminal

► eating and drinking place
  hotel
  jail
  latrine
  office

► research and study center
  school

► welfare center

► road part

► room

► environmental surface

► household good

► industrial habitat
  laboratory equipment
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*B. subtilis* et *school*

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