Innen Leben Wissenschaft: Was ist eine Ontologie?


Biomediziner stellen ein zunehmendes Problem bei dem Versuch, ihre Kenntnisse zu verwalten. Als Wissenschaftler in verschiedenen Disziplinen – oder auch nur in verschiedenen Labors – Experimente durchführen und Informationen austauschen, sie verschiedene Arten von Daten erfassen und interpretieren Begriffe unterschiedlich, manchmal ohne es zu merken.

Um es einfacher für Biologen Daten verstehen und teilen, was sie wissen, finanziert die National Institutes of Health Informatiker um virtuelle Bibliotheken genannt Ontologien aufzubauen. Diese Organisation von biologischen Wissen mit einer universellen Sprache.

Das Problem von zu viel Daten

Stell dir vor, du bist ein Biologe arbeiten, sagen, Gehirnfunktion bei Hühnern. Bevor Sie Ihren ersten Test beginnen, möchten Sie herausfinden, welche an Huhn Gehirne geforscht.

Zuerst suchen Sie die wissenschaftliche Literatur – alle Zeitschriftenartikel, die in Ihrem Bereich des Interesses veröffentlicht wurden. Dann lösen Sie die Datenbanken.

Aber auch wenn Sie sich die Ergebnisse pare, möglicherweise nicht in der Lage, zu interpretieren oder sie vergleichen. Ihre Datenbanksuche kann hochzuziehen Charts aus zwei Studien mit Spalten mit der Bezeichnung "Schnabellänge." Die Zahlen gemittelt werden, in Millimeter, Zentimeter, über Küken oder Hähne, nichts. Wenn Sie nicht wissen, was die Zahlen darstellen, sind die Daten für Sie bedeutungslos.

Außerdem nennen Sie ein Huhn können nicht sein, was ein anderer Forscher fordert ein Huhn. Dies ist eine grassierende Problem in der Genforschung, wo verschiedene Wissenschaftler nennen die gleichen DNA-Abschnitte mit unterschiedlichen Namen oder verwenden Sie die gleichen Namen verweisen auf verschiedene Segmente. Wenn Sie nicht erkennen, dass Dr. Smith Daten über er ein Huhn nennt eigentlich über was Sie, ein Elefant nennen würde, "Sie mit ein paar wirklich interessant, aber falsche Schlussfolgerungen kommen können", sagt Karin Remington, der leitet das Zentrum für Bioinformatik und Computational Biology an der National Institutes of Health.

Ontologien zur Rettung

Durch die Schaffung einer Reihe von offiziellen Bedingungen, Ontologien Biologen in Labs, Spezialitäten und Länder ein gemeinsames Vokabular zu teilen zu ermöglichen. Ontologie-Web-Sprache, eine populäre Wahl, gibt jedes Protein, jedes Gen, alle biologischen Prozesse, eine Standardbezeichnung. Alle rufen diese beaky, gefiederte Kreatur, die Bok geht Bok "Chicken", und der Begriff nicht verwendet werden, um etwas anderes zu beschreiben.

Eine Ontologie legt auch fest, was Biologen wissen über die Objekte, die sie studieren. Zum Beispiel, ein Huhn:

  • Ein domestiziertes Tier ist für Lebensmittel verwendet werden.
  • Legt Eiern, wenn weibliche.
  • Kann nicht lange Strecken fliegen.

Auf die gleiche Weise kann ein bestimmtes Gen markiert werden, wie Proteine, die die Zellwand zu stärken "macht" oder "befindet sich auf Chromosom 2."

Ein weiterer Vorteil ist, dass Ontologien Begriffe organisieren, wie Objekte und Konzepte beziehen sich auf einander zu zeigen. Ontologists kann diese Verbände als ein Baum, ein Flussdiagramm oder die verschachtelten Ordnerstruktur auf Ihrem Computer zeigen. Diese Visuals machen es einfacher zu verstehen, dass ein Huhn ein Vogel ist und das Kleinhirn Teil des Gehirns ist.

Künftige Herausforderungen

Wie Ontologists diese wissenschaftlichen Erkenntnisse in ordentlich Kategorien streiten, müssen sie große Hürden. Zum Beispiel einig nicht Forscher Terminologie immer. Auch müssen sie unbedingt die gleiche Meinung auf Funktion des Proteins oder die Verbindungen zwischen bestimmten Genen und Krankheiten des Menschen. Diese Rollen sind nicht immer klar, vor allem auf dem neuesten Stand der Entdeckung. In der Tat, der Soziologie der Ontologie Gebäude – wie man Gemeinschaften zu entwickeln und Normen darüber einig – ist eine der schwierigsten und lohnende Gebiete der Forschung, sagt Peter Lyster, auch der NIH-Zentrum für Bioinformatik und Computational Biology.

Wahrscheinlich wird es nie eine einzige, unbestrittene Ontologie, die alle wissenschaftlichen Erkenntnisse enthält. Aber das ist nicht das Ziel, sagt Lyster. Stattdessen ist es um eine Reihe von Ontologien, die Wissenschaftler in spezialisierten Bereichen nützlich sind und indiziert, an einem Ort, zu entwickeln. Es ist auch Wissenschaftler auf der ganzen Welt davon zu überzeugen, dass diese Ontologien nicht nur hilfreich, es unerlässlich ist.

Weitere Informationen:

  • Nationales Zentrum für biomedizinische Ontologie
  • Computing Leben: Wie Berechnung Werkzeuge voraus, Gesundheit und Biologie

Diese im Life Science-Artikel wurde bereitgestellt, um LiveScience in Zusammenarbeit mit dem National Institute of General Medical Sciences, Teil der National Institutes of Health.

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