[논문 리뷰] Data management in systems biology I - Overview and bibliography

Gerhard Mayer|ArXiv.org|2009. 08. 04.

Scientific Computing and Data Management참고 문헌 329인용 수 7

한 줄 요약

이 논문은 다국적 연구 그룹이 참여하는 대규모 분산 연구 프로젝트에서의 표준, 저장, 교환, 통합에 중점을 두고 시스템 생물학에서의 데이터 관리에 대한 종합적인 개요를 제공한다. 워크플로우 시스템과 스프레드시트 도구와의 사용 편의성에 기반한 TAB 기반 데이터 포맷을 평가하여 실험 생물학자와 연구 팀이 최적의 데이터 관리 접근법을 선택하는 데 실용적인 지침을 제공한다.

ABSTRACT

Large systems biology projects can encompass several workgroups often located in different countries. An overview about existing data standards in systems biology and the management, storage, exchange and integration of the generated data in large distributed research projects is given, the pros and cons of the different approaches are illustrated from a practical point of view, the existing software - open source as well as commercial - and the relevant literature is extensively overview, so that the reader should be enabled to decide which data management approach is the best suited for his special needs. An emphasis is laid on the use of workflow systems and of TAB-based formats. The data in this format can be viewed and edited easily using spreadsheet programs which are familiar to the working experimental biologists. The use of workflows for the standardized access to data in either own or publicly available databanks and the standardization of operation procedures is presented. The use of ontologies and semantic web technologies for data management will be discussed in a further paper.

연구 동기 및 목표

• 다국적 연구 그룹이 참여하는 대규모 분산 데이터를 포함한 시스템 생물학 프로젝트에서의 데이터 관리 과제를 해결하기 위해.
• 실제 시스템 생물학 워크플로우에서의 실용성 측면에서 기존 데이터 표준, 저장 솔루션, 데이터 교환 메커니즘을 평가하기 위해.
• 시스템 생물학에서의 데이터 관리를 위한 오픈소스 및 상용 소프트웨어 도구를 식별하고 비교하기 위해.
• 실험 생물학자들이 접근성과 상호운용성을 높이기 위해 TAB 기반 데이터 포맷과 워크플로우 시스템의 사용을 촉진하기 위해.
• 후속 논문에서 다룰 예정인 온톨로지와 의미 웹 기술의 역할을 논의하여 의미 기반 데이터 통합의 기초를 마련하기 위해.

제안 방법

• 시스템 생물학의 기존 데이터 표준을 체계적으로 검토하고 분석하여 그 강점과 한계를 파악하기 위해.
• 로컬 및 공공 데이터베이스 내 데이터에 표준화된 방식으로 접근하기 위한 워크플로우 시스템 평가를 위해.
• 일반적인 스프레드시트 소프트웨어로도 쉽게 읽고 편집할 수 있는 인간 친화적인 TAB 기반 데이터 포맷에 중점을 두기 위해.
• 사용성과 통합 능력을 강조하여 오픈소스 및 상용 소프트웨어 도구를 비교하기 위해.
• 다중 기관 연구 프로젝트에서의 데이터 저장, 교환, 통합에 대한 최선의 실천 방안을 식별하기 위해.
• 후속 논문에서 다룰 예정인 온톨로지와 의미 웹 기술이 향후 데이터 통합의 기초가 되는 역할를 논의하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 대규모 분산 시스템 생물학 프로젝트에 가장 효과적인 데이터 관리 접근법은 무엇인가?
• RQ2 TAB 기반 데이터 포맷은 실험 생물학자들이 데이터에 접근하고 사용하기 쉽게 하는 데 어떻게 기여할 수 있는가?
• RQ3 표준화된 데이터 접근 및 관리를 위한 워크플로우 시스템 사용의 장단점은 무엇인가?
• RQ4 시스템 생물학에서의 데이터 관리에 가장 적합한 오픈소스 및 상용 소프트웨어 도구는 무엇인가?
• RQ5 데이터 표준과 의미 기반 기술을 어떻게 활용하여 연구 그룹 간의 데이터 통합을 향상시킬 수 있는가?

주요 결과

• TAB 기반 데이터 포맷은 실험 생물학자들이 익숙한 표준 스프레드시트 애플리케이션을 사용해 데이터를 쉽게 확인하고 편집할 수 있도록 한다.
• 워크플로우 시스템은 개인 및 공공 데이터베이스 내 데이터에 표준화된 방식으로 접근하는 데 있어 크게 기여하여 재현성과 효율성을 향상시킨다.
• 시스템 생물학의 데이터 관리에 사용 가능한 다양한 오픈소스 및 상용 소프트웨어 도구가 존재하며, 각 도구는 프로젝트의 필요 조건에 따라 고유한 장점을 지닌다.
• 기존 데이터 표준은 성숙도와 보급 수준에서 다양성이 있으며, 상호운용성과 장기적 유지보수성 측면에서 뚜렷한 차이를 보인다.
• 향후 데이터 통합을 위해 온톨로지와 의미 웹 기술의 활용은 필수적이지만, 더 많은 개발과 표준화가 필요하다.
• 실제 시스템 생물학의 데이터 관리는 표준, 소프트웨어 도구, 사용자 友好的 데이터 포맷을 조화롭게 조합한 균형 잡힌 접근이 필요하다.