[發明專利]用于設計生物模型的計算機實現的方法

有效

• 申請號: 201410858123.9
• 申請日: 2014-12-19
• 公開（公告）號: CN104732114B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: R·泰爾蒂奧;N·德魯芬
• 申請（專利權）人: 達索系統公司
• 主分類號: G16B5/00
• 分類號: G16B5/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 劉瑜;王英

一種用于設計生物模型的計算機實現的方法，包括以下步驟：?提供(1)生物模型的集合，每個生物模型包括多個元素以及元素間的交互；?提供(2)被表示為相同的元素的組，每個元素具有相關聯的生物模型；?將元素從第一組移動(3)至第二組以改正元素的分組；?更新(4)這兩個組；以及?通過根據更新后的組對所述生物模型的集合進行組合來創建(5)組合的模型。

本發明涉及計算機程序和系統領域，并且更具體地涉及合并或組合生物模型的領域。生物模型通過表示分子(或實體或元素)以及它們之間的交互來描述某種生物現象。

這種系統旨在分析模型、設計模型、或者模擬和理解復雜的正常的和病態的生命系統的突現特征以提出一種全局動態的和預測性的愿景。

合并過程在于選擇來自輸入模型中的哪些實體必須被聚集在輸出模型中。

圖1、2和3圖示了模型A(圖1)和B(圖2)的組合以傳遞出輸出模型AB(圖3)。在此示例中，公共的實體被命名為Mp和P0。在這些圖中，方形表示實體間的交互。輸出模型AB取決于應當在A和B兩個模型中識別出哪些實體。

由于多種原因(相同的生物現象可能具有不同的建模，模型可能已經由不同的人制成，具有不同的命名約定，……)，這一系列選擇是一種不平凡的過程。很多準則可以用于幫助做出這些選擇，例如分子名稱、注釋或圖形拓撲。

注釋是附接于模型元素的額外數據，它們將非結構化的信息添加至模型，主要使用文本格式。例如，注釋可用于對公共數據庫的參考。這種數據庫在生物信息學領域是非常常用的。

商標Uniprot提供的數據庫是大型且廣泛使用的蛋白質數據庫的一個示例。每個數據庫具有它自己的唯一的標識符語法。例如，模型的蛋白質可以具有注釋“uniprot：P38731”。標識符“P38731”是Uniprot特有的并且是指Uniprot數據庫中的對象：http://www.uniprot.org/uniprot/P38731(“含鐵細胞鐵輸送者ARN1”)。由于這些注釋是由用戶在沒有進行任何一致性檢查的情況下添加的，因此它們可能包含很多錯誤。此外，一些復制品或歧義存在于公共數據庫中。這兩點解釋了為什么即使使用完全注釋的模型，合并也不是一個簡單的過程。

合并過程要么可人工進行要么可由算法自動進行，在這種情況下結果可能包含錯誤，并且因此需要人工修正。

本發明允許用戶查閱此合并過程，并允許用戶改正所提出的結果。

在系統生物合并領域中的一種已知的先進工具是已知商標為SemanticSBML的軟件，它是一種在線工具，允許用戶要么從商標為BioModels的資源庫提供的模型數據庫中要么從用戶硬盤中選擇生物模型，并將它們組合。該操作的目的是產生單個輸出模型。

合并用戶界面被呈現為一表格，如圖4中所示，每列表示一個模型。每行表示輸出模型的一個元素。如果一行僅為一個輸入模型填充，那么這意味著一個元素被簡單地復制到輸出模型(例如，截屏中的ACh)。如果對于同一行來說多列被填充，那么這意味著這組輸入模型實體將導致輸出模型中的單個實體或元素(例如，在截屏中，來自模型1的BasalACh2和來自模型2的BasalACh2將被組合)。

對于每行，用戶可以使用復選框選擇要么保留要么拒絕該組。該應用還允許用戶取消合并組，并根據來自輸入模型的預先選擇的元素創建新組。

使用現有的解決方案，在不暗含來自用戶的大量交互的情況下不可能將元素從一個合并組改變至另一組，這對應著所實現方法的大量步驟。例如，如果元素A需要被添加至預先存在的合并組{B，C，D}，那么用戶必須：

-分解組{B，C，D}，

-選擇A，然后B，然后C，然后D，以及

-點擊“match selected”命令。

對于該應用的可用性和生產率來說，進行簡單操作所需的交互數量是一個主要缺陷。