プロテオームメタデータのRDF化
http://dev.jpost.org/px-rdf
ライフサイエンス統合データベースセンター

河野 信

ライフサイエンス統合データベースセンター

European Molecular Biology Laboratory, European Bioinformatics Institute (EMBL-EBI), UK

European Molecular Biology Laboratory, European Bioinformatics Institute (EMBL-EBI), UK

Institute for Systems Biology (ISB), USA

守屋 勇樹

Juan Antonio Vizcaino

Tobias Ternent
Eric Deutsch

要旨
オープンデータの流れの中で、研究結果の根拠となったデータをメタデータとともにリポジトリに登録することが求められている。主に質量分析装置を使って解析がなされるプロテオームのデータはProteomeXchange (PX) Consortium 加盟リポジトリにデポジットされ、そのメタデータは PX が提供する ProteomeCentral (Fig. 1) データベースから提供されているが、必要なデータにたどり着くためにはこれまでメタデータのブラウジングもしくは簡単なキーワード検索しか手段がなかった。そこで、今回 BioHackathon2016 において、XML 形式で提供されている PX メタデータを RDF 化し、SPARQL エンドポイントを実装することで、SPARQL 検索式を使ったより柔軟な検索が可能となったので報告する。

方法
PX-XML スキーマ (Fig.2) に基づいて RDF スキーマを設計した (Fig. 3)。Dublin core, RDF schema 等一般的な語彙、PSI-MS等プロテオミクス分野に特化した語彙 (Fig. 4) に加えて、不足部分を PXontologyとして定義した (Fig. 5)。オントロジーは https://github.com/PX-RDF/ontology から、XML → RDF 変換プログラムとサンプルは https://github.com/PX-RDF/RDF から公開している。変換した RDF は Virtuoso サーバにロードし、SPARQL（RDF 用検索言語）による検索を可能とした (Fig. 6)。

Fig. 1 The front page of ProteomeCentral

Fig. 2 A part of PX-XML schema

http://proteomecentral.proteomexchange.org/Fig. 3 The PX-RDF schema for PX metadata

http://proteomecentral.proteomexchange.org/schemas/proteomeXchange-1.3.0.html

https://github.com/PX-RDF/RDF/blob/master/PX-RDF.png

Namespaces
rdf: <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#>
rdfs: <http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#>owl: <http://www.w3.org/2002/07/owl#>
dc: <http://purl.org/dc/elements/1.1/>
dct: <http://purl.org/dc/terms/>
skos: <http://www.w3.org/2004/02/skos/core#>foaf: <http://xmlns.com/foaf/0.1/>
pav: <http://purl.org/pav/>
bibo: <http://purl.org/ontology/bibo/>
prism: <http://prismstandard.org/namespaces/1.2/basic/>
sio: <http://semanticscience.org/resource/>
pride: <https://raw.githubusercontent.com/PRIDE-Utilities/pride-ontology/master/pride_cv.obo#PRIDE:>
ms: <https://raw.githubusercontent.com/HUPO-PSI/psi-ms-CV/master/psi-ms.obo#MS:>
mod: <https://raw.githubusercontent.com/MICommunity/psidev/master/psi/mod/data/PSI-MOD.obo#MOD:>
unimod: <http://www.unimod.org/obo/unimod.obo#UNIMOD:>px: <https://raw.githubusercontent.com/PX-RDF/ontology/master/px.owl#>

Fig. 4 Used controlled vocabularies and ontologies for PX-RDF

Fig. 6 SPARQL endpoint for PX-RDF

Fig. 5 The PX ontology on the Protege ontology editor

http://dev.jpost.org/px-rdf

結果と考察2016年8月末現在の統計値は以下のとおりである。
・エントリ数：2,611
・トリプル数：2,064,628
・ファイルサイズ（tar.gz）：9.5 MB

PREFIX rdfs: <http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#>Preﬁxes for simplifying query
PREFIX dct: <http://purl.org/dc/terms/>
PREFIX px: <https://raw.githubusercontent.com/PX-RDF/ontology/master/px.owl#>
SELECT ?id
WHERE {
?px dct:identiﬁer ?id .
?px a px:ProteomeXchangeDatasetType .

Fig. 7 にサンプルクエリを、Fig. 8 にその結果を示した。

今回、可能な限り一般的なオントロジーやリソースを利用してRDFを設計した。そのため、生物種やサンプル情報、文献情報を通じて、ゲノムやトランスクリプトーム、メタボロー
ム等のプロテオーム以外のオミクスデータとも統合的な検索が可能になると期待される。

今後の展望
・RDF 更新の自動化
新着／更新通知 RSS を利用
・ProteomeCentral に SPARQL 検索を実装する}

Getting ID?px px:instrument ?instrument .
?instrument rdfs:label "LTQ Orbitrap Velos" .

Filtering by an instrument?px px:species ?species .
?species rdfs:label "Homo sapiens (Human)" .

Filtering by a species?px dct:date ?date .
FILTER (?date > "2016-01-01"^^xsd:date)

Filtering by dateFig. 7 An example of SPARQL query. List IDs of datasets which were measured

by “LTQ Orbitrap Velos” instruments, for “Homo sapiens” samples, and published after 2016.

結論・PX メタデータの RDF を設計し、RDF 化を行った。
・質量分析プロテオミクスデータの SPARQL 検索が可能になった。
・生物種等、一般的な項目も含まれているため、他のオミクスデータと統合検索が可能になる。

Fig. 8 Output of the query and one of the listed entry.

謝辞
本研究は科学技術振興機構バイオサイエンスデータベースセンターの支援のもとで行われました。また、データ登録者ならびにデータキュレーターの協力に感謝いたします。

Licensed under CC-BY 4.0 ©2016 Shin Kawano (DBCLS)