【问题标题】:How to add annotation to a gene in SBML?如何在 SBML 中为基因添加注释?
【发布时间】:2018-05-22 20:20:22
【问题描述】:

我有一个基因组规模的化学计量代谢模型iMM904.xml,当我在文本编辑器中打开它时,我可以看到某些基因添加了注释,例如

<fbc:geneProduct fbc:id="G_YLR189C" fbc:label="YLR189C" metaid="G_YLR189C">
<annotation>
  <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:bqbiol="http://biomodels.net/biology-qualifiers/">
    <rdf:Description rdf:about="#G_YLR189C">
      <bqbiol:isEncodedBy>
        <rdf:Bag>
          <rdf:li rdf:resource="http://identifiers.org/ncbigene/850886" />
          <rdf:li rdf:resource="http://identifiers.org/sgd/S000004179" />
        </rdf:Bag>
      </bqbiol:isEncodedBy>
    </rdf:Description>
  </rdf:RDF>
</annotation>
</fbc:geneProduct>

如何访问和更改此注释?当我尝试时

import cbmpy as cbm

cmod = cbm.CBRead.readSBML3FBC('iMM904.xml')

gene = cmod.getGene('G_YLR189C')

print gene.getAnnotations()

我只看到一个空字典。

另外,我怎样才能添加像last modified by这样的注释和实际的注释呢?

【问题讨论】:

    标签: python cbmpy sbml


    【解决方案1】:

    在 CBMPy 中,您可以通过三种不同的方式向 SBML 文件添加注释:

    1) MIRIAM 注释,

    2) 任意键值对和

    3) 人类可读的笔记

    这应该涵盖您在问题中提到的所有要点。我演示了如何将它们用于基因输入,但相同的命令可用于注释物种(代谢物)和反应。

    1. MIRIAM 注释

    要访问现有的 MIRIAM 注释 - 您在问题中显示的注释 - 您可以使用:

    import cbmpy as cbm
    
    mod = cbm.CBRead.readSBML3FBC('iMM904.xml.gz')
    
    # access gene directly by its locus tag which avoids dealing with the "G_" in the ID
    gene = mod.getGeneByLabel('YLR189C')
    
    gene.getMIRIAMannotations()
    

    这将给出:

    {'encodes': (),
     'hasPart': (),
     'hasProperty': (),
     'hasTaxon': (),
     'hasVersion': (),
     'is': (),
     'isDerivedFrom': (),
     'isDescribedBy': (),
     'isEncodedBy': ('http://identifiers.org/ncbigene/850886',
      'http://identifiers.org/sgd/S000004179'),
     'isHomologTo': (),
     'isPartOf': (),
     'isPropertyOf': (),
     'isVersionOf': (),
     'occursIn': ()}
    

    如您所见,它包含您在 SBML 文件中看到的条目。

    如果您现在想要添加 MIRIAM 注释,您可以使用两种方法:

    A) 让 CBMPy 为您创建 url:

    gene.addMIRIAMannotation('is', 'UniProt Knowledgebase', 'Q06321')
    

    B)输入你自己的网址:

    # made up protein!
    gene.addMIRIAMuri('is', 'http://identifiers.org/uniprot/P12345')
    

    如果你现在检查gene.getMIRIAMannotations(),你会看到(我剪掉了几个空条目):

    'is': ('http://identifiers.org/uniprot/Q06321',
      'http://identifiers.org/uniprot/P12345'),
     'isDerivedFrom': (),
     'isDescribedBy': (),
     'isEncodedBy': ('http://identifiers.org/ncbigene/850886',
      'http://identifiers.org/sgd/S000004179'),
    

    因此,您的两个条目都已添加(再次重申:P12345 条目仅用于演示,请勿在您的实际模型中使用它!)。

    如果您不知道正确的数据库标识符,CBMPy 也会在那里为您提供帮助,例如如果你尝试:

    gene.addMIRIAMannotation('is', 'uniprot', 'Q06321')
    

    它会打印出来

    "uniprot" is not a valid entity were you looking for one of these:
    
        UNII
        UniGene
        UniParc
        UniPathway Compound
        UniPathway Reaction
        UniProt Isoform
        UniProt Knowledgebase
        UniSTS
        Unimod
        Unipathway
        Unit Ontology
        Unite
    INFO: Invalid entity: "uniprot" MIRIAM entity NOT set
    

    其中包含我们上面使用的'UniProt Knowledgebase'

    2。添加任意键值对。

    并非所有内容都可以使用 MIRIAM 注释方案进行注释,但您可以轻松创建自己的 key-value-pairs。用你的例子,

    gene.setAnnotation('last_modified_by', 'Vinz')
    

    键和值是完全任意的,

    gene.setAnnotation('arbitrary key', 'arbitrary value')
    

    如果你现在打电话

    gene.getAnnotations()
    

    你收到

    {'arbitrary key': 'arbitrary value', 'last_modified_by': 'Vinz'}
    

    如果你想访问某个键,你可以使用

    gene.getAnnotation('last_modified_by')
    

    产生

    'Vinz'
    

    3.添加注释

    如果您想编写实际的 cmets,前两个选项都不合适,但您可以使用:

    gene.setNotes('This is my favorite gene')
    

    您可以使用它们访问它们

    gene.getNotes()
    

    如果您现在使用(确保使用 FBCV2!)导出模型:

    cbm.CBWrite.writeSBML3FBCV2(mod, 'iMM904_edited.xml')
    

    在你的文本编辑器中打开模型,你会看到所有的注解都已经添加到了:

    <fbc:geneProduct metaid="meta_G_YLR189C" fbc:id="G_YLR189C" fbc:label="YLR189C">
      <notes>
        <html:body>This is my favorite gene</html:body>
      </notes>
      <annotation>
        <listOfKeyValueData xmlns="http://pysces.sourceforge.net/KeyValueData">
          <data id="arbitrary key" value="arbitrary value"/>
          <data id="last_modified_by" value="Vinz"/>
        </listOfKeyValueData>
        <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:dcterms="http://purl.org/dc/terms/" xmlns:vCard="http://www.w3.org/2001/vcard-rdf/3.0#" xmlns:vCard4="http://www.w3.org/2006/vcard/ns#" xmlns:bqbiol="http://biomodels.net/biology-qualifiers/" xmlns:bqmodel="http://biomodels.net/model-qualifiers/">
          <rdf:Description rdf:about="#meta_G_YLR189C">
            <bqbiol:is>
              <rdf:Bag>
                <rdf:li rdf:resource="http://identifiers.org/uniprot/Q06321"/>
                <rdf:li rdf:resource="http://identifiers.org/uniprot/P12345"/>
              </rdf:Bag>
            </bqbiol:is>
            <bqbiol:isEncodedBy>
              <rdf:Bag>
                <rdf:li rdf:resource="http://identifiers.org/ncbigene/850886"/>
                <rdf:li rdf:resource="http://identifiers.org/sgd/S000004179"/>
              </rdf:Bag>
            </bqbiol:isEncodedBy>
          </rdf:Description>
        </rdf:RDF>
      </annotation>
    </fbc:geneProduct>
    

    【讨论】:

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