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Descripción general de los componentes del marco LinkML, incluyendo el lenguaje de modelado, los esquemas, la integración de ontologías y las herramientas. [ 1 ] El Linked Data ...

Descripción general de los componentes del marco LinkML, incluyendo el lenguaje de modelado, los esquemas, la integración de ontologías y las herramientas. [ 1 ]

El Linked Data Modeling Language , o LinkML , es un marco de modelado de datos basado en YAML que tiene como objetivo "llevar los estándares de la web semántica a las masas, simplificando la producción de datos FAIR, listos para ontologías ". [ 2 ] [ 3 ] Se puede utilizar para especificar esquemas de datos que se pueden utilizar para validar datos a través de formatos como JSON-LD y ShEx .

Descripción

El Linked Data Modeling Language es un marco de modelado de datos orientado a objetos que busca simplificar la producción de datos FAIR. Está diseñado para esquematizar diversos tipos de datos, desde estándares simples y planos tipo lista de verificación hasta datos normalizados complejos e interrelacionados que utilizan polimorfismo/herencia. [ 3 ]

Estructura LinkML

Los objetivos de diseño de LinkML son brindar soporte a la expresividad semántica y la facilidad de uso .

LinkML está diseñado para alinearse con los estándares utilizados por los desarrolladores de software y los ingenieros de bases de datos modernos , incluidos los archivos JSON , las bases de datos relacionales , los almacenes de documentos y los modelos de objetos en Python , a la vez que proporciona una base de web semántica , mapeando todos los elementos a los identificadores uniformes de recursos (URI) del Marco de Descripción de Recursos (RDF ). El marco formal basado en RDF de LinkML tiene como objetivo abstraer la complejidad y permitir que la semántica "se oculte a plena vista". [ 3 ]

La estructura básica consiste en un esquema más metadatos asociados (incluido el mapeo de espacios de nombres a URI), un conjunto de clases y sus atributos. Las clases siguen una semántica orientada a objetos en lugar de la semántica OWL , lo que permite que también sean metaclases, facilitando así el modelado de patrones de diseño utilizados en algunas ontologías computacionales. A cada elemento del esquema se le pueden asignar URI de vocabularios existentes, lo que permite una mayor interoperabilidad. [ 3 ]

Descripción general del esquema LinkML, incluyendo los metadatos del archivo en sí, los espacios de nombres utilizados, las dependencias de otros esquemas y el modelo real, con enlaces a URI RDF (aquí ejemplificados por schema.org ).

El esquema LinkML intenta anclar el significado de las cadenas de texto libre estableciendo la identidad mediante URI resolubles. Técnicamente, el marco permite que los modelos utilicen supuestos de mundo abierto y cerrado , y cuando opera en un mundo cerrado proporciona formas de validar las instancias del esquema y sus relaciones, utilizando paradigmas de modelado como JSON-Schema y SQL-DDL . El lenguaje en sí reutiliza términos de otras ontologías, como el Espacio de Nombres del Sistema Simple de Organización del Conocimiento (SKOS). Los formalismos permiten a los usuarios extender o reutilizar definiciones de objetos existentes al tiempo que asignan datos a estándares existentes cuando sea apropiado (por ejemplo, un objeto "gen" en un esquema LinkML se puede asignar directamente a la representación de un "gen" en otro esquema LinkML mediante el predicado "skos:exact_match"). [ 3 ]

Generadores

Las herramientas denominadas generadores LinkML pueden traducir del esquema YAML a un número creciente de otros formatos, incluidos JSON-schema , JSON-LD , SQL DDL, ShEx , GraphQL , clases de datos de Python , Markdown y diagramas UML . [ 3 ] El entorno de ejecución LinkML proporciona cargadores y volcadores para convertir instancias del esquema entre estos formatos.

Casos de uso

LinkML se utiliza en una variedad de proyectos de investigación biomédica , entre los que se incluyen:

  • El Consorcio Nacional de Datos del Microbioma de los Estados Unidos para almacenar datos relacionados con estudios del microbioma . [ 3 ] [ 4 ]
  • El Centro para la Armonización de Datos Oncológicos. [ 3 ]
  • El traductor de datos biomédicos de NCATS . [ 3 ]
  • La Alianza de Recursos Genómicos. [ 3 ] [ 5 ]
  • La Iniciativa Monarca . [ 6 ]

LinkML también se está considerando como una forma de modelar el almacenamiento de datos de investigación de microscopía en esquemas que permiten exportaciones en diversos formatos de datos, incluidos JSON-LD y SQL , particularmente en el contexto del proyecto alemán NFDI4BIOIMAGE . [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]

Su uso incluye la investigación básica sobre bioconservación y la web semántica , por ejemplo, en el contexto de la integración de datos mediante expresiones de forma , [ 10 ] en el desarrollo de estándares para el mapeo de ontologías [ 11 ] o en la integración de LLM en la práctica de la bioconservación. [ 12 ]

El modelo Biolink , un esquema para grafos de conocimiento en las ciencias clínicas y biomédicas, se basa en LinkML. [ 13 ]

Notas

Esta página contiene texto bajo licencia CC-BY 4.0 de Sierra Moxon y colegas, de la publicación The Linked Data Modeling Language (LinkML): A General-Purpose Data Modeling Framework Grounded in Machine-Readable Semantics , en las actas de la Conferencia Internacional sobre Ontologías Biomédicas de 2021. [ 3 ]

Referencias

  1. ^ Moxón, Sierra AT; Solbrig, Harold; Harris, Nomi L; Kalita, Patricio; Molinero, Mark A; Patil, Sujay; Shaper, Kevin; Bizón, Chris; Caufield, J. Harry; Cuesta, Silvano Cirujano; Cox, Corey; Dekervel, Frank; Dooley, Damion M; Duncan, William D; Fliss, Tim (21 de enero de 2026). "LinkML: un marco de modelado de datos abierto" . GigaCiencia . 15 . doi : 10.1093/gigascience/giaf152 . ISSN 2047-217X . PMC 12993438 . PMID 41384800 .   
  2. ^ Moxón, Sierra AT; Solbrig, Harold; Harris, Nomi L; Kalita, Patricio; Molinero, Mark A; Patil, Sujay; Shaper, Kevin; Bizón, Chris; Caufield, J. Harry; Cuesta, Silvano Cirujano; Cox, Corey; Dekervel, Frank; Dooley, Damion M; Duncan, William D; Fliss, Tim (21 de enero de 2026). "LinkML: un marco de modelado de datos abierto" . GigaCiencia . 15 . doi : 10.1093/gigascience/giaf152 . ISSN 2047-217X . PMC 12993438 . PMID 41384800 .   
  3. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Moxon , S.; Solbrig, H.; Unni, Deepak R.; Jiao, Dazhi; Bruskiewich, R.; Balhoff, J.; Vaidya, Gaurav; Duncan, William D.; Hegde, Harshad B.; Miller, Mark; Brush, Matthew H.; Harris, N.; Haendel, M.; Mungall, C. (2021). "El lenguaje de modelado de datos enlazados (LinkML): un marco de modelado de datos de propósito general basado en semántica legible por máquina" .
  4. Eloe-Fadrosh, EA; et al. (30 de octubre de 2022). "El portal de datos de la Colaboración Nacional de Datos del Microbioma: un recurso integrado de datos del microbioma multiómico" . Nucleic Acids Research . 50 (D1): D828– D836. doi : 10.1093/nar/gkab990 . ISSN 1362-4962 . PMC 8958897 .   
  5. ^ El Consorcio de la Alianza de Recursos del Genoma; Aleksander, Suzanne A; Anagnostopoulos, Anna V; Antonazzo, Julia; Arnaboldi, Valerio; Attrill, Helen; Becerra, Andrés; Bello, Susan M; Blodgett, Olin; Bradford, Yvonne M; Bult, Carol J; Caín, Scott; Calvi, Brian R; Carbono, Seth; Chan, Juancarlos (7 de mayo de 2024). Madera, V (ed.). "Actualizaciones de la infraestructura central de la Alianza de Recursos del Genoma" . Genética . 227 (1) iyae049. doi : 10.1093/genetics/iyae049 . ISSN 1943-2631 . PMC 11075569 . PMID 38552170 .   
  6. Putman, Tim E; Schaper, Kevin; Matentzoglu, Nicolas; Rubinetti, Vincent P; Alquaddoomi, Faisal S; Cox, Corey; Caufield, J Harry; Elsarboukh, Glass; Gehrke, Sarah; Hegde, Harshad; Reese, Justin T; Braun, Ian; Bruskiewich, Richard M; Cappelletti, Luca; Carbon, Seth (2024-01-05). "La Iniciativa Monarca en 2024: una plataforma analítica que integra fenotipos, genes y enfermedades en diferentes especies" . Nucleic Acids Research . 52 (D1): D938– D949. doi : 10.1093/nar / gkad1082 . ISSN 0305-1048 . PMC 10767791. PMID 38000386 .   
  7. Vierdag, Wouter-Michiel AM; Saka, Sinem K. (2024-02-09). "Una perspectiva sobre el control de calidad FAIR en el procesamiento de datos de imágenes multiplexadas" . Frontiers in Bioinformatics . 4 1336257. doi : 10.3389/fbinf.2024.1336257 . ISSN 2673-7647 . PMC 10885342. PMID 38405548 .   
  8. Moore, Josh; Kunis, Susanne. "NFDI4BIOIMAGE: Perspectiva para un estándar nacional de bioimágenes - 14.ª Conferencia Internacional sobre Aplicaciones y Herramientas de la Web Semántica para la Atención Médica y las Ciencias de la Vida 2023" (PDF) . ceur-ws.org . Consultado el 25 de septiembre de 2025 .
  9. ^ Moore, Joshua Allenm; Kunis, Susanne (12 de mayo de 2023). " [ SWAT4HCLS 2023 ] NFDI4BIOIMAGE: Perspectiva para un estándar nacional de bioimagen" . doi : 10.5281/zenodo.7928333 .{{cite journal}}: Para citar una revista se requiere |journal=( ayuda )
  10. "OSF" . osf.io. Consultado el 25 de septiembre de 2025 .
  11. Matentzoglu, Nicolas; Balhoff, James P; Bello, Susan M; Bizon, Chris; Brush, Matthew; Callahan, Tiffany J; Chute, Christopher G; Duncan, William D; Evelo, Chris T; Gabriel, Davera; Graybeal, John; Gray, Alasdair; Gyori, Benjamin M; Haendel, Melissa; Harmse, Henriette (2022-05-25). "Un estándar simple para compartir mapeos ontológicos (SSSOM)" . Base de datos . 2022 baac035. doi : 10.1093/database/baac035 . ISSN 1758-0463 . PMC 9216545. PMID 35616100 .   
  12. Caufield, Harry; Kroll, Carlo; O'Neil, Shawn T.; Reese, Justin T.; Joachimiak, Marcin P.; Hegde, Harshad; Harris, Nomi L.; Krishnamurthy, Madan; McLaughlin, James A. (2024-10-29). "CurateGPT: Una herramienta de bioconservación asistida por un modelo de lenguaje flexible". arXiv : 2411.00046 [ cs.CL ].
  13. Unni, Deepak R.; Moxon, Sierra AT; Bada, Michael; Brush, Matthew; Bruskiewich, Richard; Caufield, J. Harry; Clemons, Paul A.; Dancik, Vlado; Dumontier, Michel; Fecho, Karamarie; Glusman, Gustavo; Hadlock, Jennifer J.; Harris, Nomi L.; Joshi, Arpita; Putman, Tim (2022). "Biolink Model: A universal schema for knowledge graphs in clinical, biomedical, and translational science" . Clinical and Translational Science . 15 (8): 1848– 1855. doi : 10.1111/cts.13302 . ISSN 1752-8062 . PMC 9372416 . PMID 36125173 .   
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