MPEG-G

معيار MPEG-G ( ISO/IEC 23092 ) هو معيار ISO/IEC مصمم لتمثيل المعلومات الجينومية، وقد تم تطويره بالتعاون بين اللجنة الفنية المشتركة 1/اللجنة الفرعية 29 /مجموعة العمل 9 ( MPEG ) التابعة للجنة الفنية 1/اللجنة الفرعية 29 التابعة للجنة الفنية 276 "التكنولوجيا الحيوية"، وفريق العمل 5 التابع للجنة الفنية 276 التابعة للجنة الفنية 276. يهدف هذا المعيار إلى توفير حلول قابلة للتشغيل البيني لتخزين البيانات والوصول إليها وحمايتها عبر مختلف التطبيقات الممكنة لمعلومات البيانات الناتجة عن أجهزة التسلسل عالية الإنتاجية ، ومعالجتها وتحليلها لاحقًا. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} يتكون المعيار من أجزاء مختلفة، يتناول كل منها جانبًا محددًا، مثل الضغط، وربط البيانات الوصفية، وواجهات برمجة التطبيقات ( APIs )، وبرنامج مرجعي لفك تشفير البيانات. إلى جانب برنامج فك التشفير المرجعي، بدأت التطبيقات التجارية والمفتوحة المصدر ^{[ 3 ]} بالظهور في عام 2019، لتغطي تدريجيًا المزيد من الأجزاء المنشورة من المعيار.

خلفية

أحدث ظهور تقنيات التسلسل عالي الإنتاجية ثورةً في مجال البيولوجيا الكمية. فقد أصبح توفر مجموعات ضخمة من المعلومات الجينومية ممارسةً يومية، وركيزةً أساسيةً في العديد من التخصصات، بدءًا من البحوث البيولوجية وصولًا إلى الطب الشخصي في العيادات. حاليًا، تُتبادل المعلومات الجينومية في الغالب عبر مجموعة متنوعة من تنسيقات البيانات، مثل FASTA / FASTQ لقراءات التسلسل غير المتراصفة، و SAM / BAM / CRAM للقراءات المتراصفة. ويهدف معيار ISO/IEC 23092 (MPEG-G) إلى توفير تنسيق موحد لتمثيل وضغط هذه البيانات المتنوعة بكفاءة، سواءً لتخزين الملفات أو لنقل البيانات. ولتحقيق ذلك، ينقسم المعيار إلى عدة أجزاء.

هيكل المعيار

يعتمد معيار MPEG-G على تقنيات وهياكل تمثيل بيانات سبق التحقق من صحتها في مجال الوسائط الرقمية. وتتيح هذه التقنيات ضغط بيانات تسلسل الجينوم ونقلها حتى في السيناريوهات المعقدة، على سبيل المثال عند الحاجة إلى الوصول إلى كميات كبيرة من البيانات التي قد تكون موزعة، أو عند الحاجة إلى تشفير جزء من البيانات لأسباب تتعلق بالخصوصية. من الناحية النظرية، تؤدي هذه المتطلبات إلى تعريف عدد من الآليات المترابطة، والتي تم تلخيصها في القائمة التالية:

تنسيق البيانات وضغطها ^{[ 4 ]}
تدفق البيانات ^{[ 4 ]}
دمج الملفات المضغوطة ^{[ 4 ]}
تحديث تدريجي لبيانات التسلسل والبيانات الوصفية ^{[ 4 ]}
الوصول الانتقائي إلى البيانات المضغوطة، على سبيل المثال الاستعلامات السريعة حسب النطاق الجينومي ^{[ 5 ]}
ربط البيانات الوصفية ^{[ 6 ]}
إنفاذ قواعد الخصوصية ^{[ 6 ]}
التشفير الانتقائي للبيانات والبيانات الوصفية ^{[ 6 ]}
شرح وربط الأجزاء الجينومية. ^{[ 7 ]}

وبالتالي، جُمعت بعض هذه المواضيع معًا لتسهيل فهم المعيار وتطبيقه. ونتيجةً لذلك، فإن معيار ISO/IEC 23092 مُنظّمٌ في شكل سلسلة من الوثائق المنفصلة، كما يلي:

أجزاء MPEG-G
جزء	رقم	تاريخ الإصدار الأول للجمهور (الطبعة الأولى)	تاريخ الإصدار العام الأخير (الطبعة)	عنوان	وصف
الجزء الأول	ISO/IEC 23092-1	2019	2019	نقل وتخزين المعلومات الجينومية	تحديد تنسيق الملف والبث والفهرسة ^{[ 4 ]}
الجزء الثاني	ISO/IEC 23092-2	2019	2019	ترميز المعلومات الجينومية	ضغط بيانات تسلسل الجينوم غير المخططة (الخام) والمحاذاة ^{[ 5 ]}
الجزء الثالث	ISO/IEC 23092-3	2020	2020	البيانات الوصفية وواجهات برمجة التطبيقات (APIs)	تحديد الواجهات القياسية، وبنية البيانات الوصفية، ووصف آليات حماية المحتوى ^{[ 6 ]}
الجزء الرابع	ISO/IEC 23092-4	(2020)		برنامج مرجعي	يصف هذا البرنامج تطبيقًا مفتوح المصدر لفك تشفير معياري وتشفير معلوماتي. كما يوفر تدفقات بت مضغوطة يمكن استخدامها لأغراض مرجعية. تجدر الإشارة إلى وجود تطبيقات أخرى مفتوحة المصدر طورتها مجموعات مستقلة ^{[ 8 ]}^{[ 9 ].}
الجزء الخامس	ISO/IEC 23092-5	(2020)		اختبار المطابقة	يوضح بالتفصيل إجراء الاختبار وتدفقات البت المرجعية المضغوطة المرتبطة به والتي سيتم استخدامها عندما يرغب المرء في تقييم مدى توافق تطبيق فك التشفير مع معيار MPEG-G ^{[ 10 ].}
الجزء السادس	ISO/IEC 23092-6	(2021)		ترميز الشروح الجينومية	تمثيل مضغوط للتعليقات الجينومية - أي عدد من أنواع البيانات غير المتجانسة المرتبطة بفترات الجينوم المرجعي الذي تمت محاذاة بيانات التسلسل معه. ^{[ 7 ]}

ISO/IEC 23092-1 MPEG-G الجزء 1

تحدد المواصفة القياسية ISO/IEC 23092-1 كيفية تنظيم البيانات الجينومية ضمن هياكل MPEG-G لنقلها (أي بثها) وتخزينها. وتُعرّف هذه المواصفة تنسيقات السجل الجينومي، والسجل المرجعي، وملف MPEG-G، وتدفق النقل. كما تُعرّف وحدة الوصول (Access Unit) كحاوية للبيانات الجينومية المضغوطة، وتوفر عملية تحويل مرجعية بين التنسيقات المختلفة.

ISO/IEC 23092-2 MPEG-G الجزء 2

تحدد المواصفة القياسية ISO/IEC 23092-2 بنية وأساليب ضغط بيانات التسلسل بتقنية MPEG-G بدون فقدان للبيانات، وضغط درجات الجودة المرتبطة بها مع فقدان البيانات. وكما هو معتاد في معايير MPEG، تحدد MPEG-G عملية فك التشفير فقط، بينما تُترك عملية التشفير مفتوحة للابتكارات الخوارزمية والخاصة بالتنفيذ. تُنتج جميع برامج فك التشفير المتوافقة مع MPEG-G مخرجات متطابقة من تدفقات البتات المتعددة المضمنة في ملفات MPEG-G، ومن تدفقات البيانات في سيناريوهات البث المباشر.

بيانات الإدخال الخاصة بالمشفر هي سجلات جينومية أو بيانات وصفية، مع بيانات مرجعية اختيارية، بينما يكون الناتج ملف MPEG-G أو تدفقات نقل.

ISO/IEC 23092-3 MPEG-G الجزء 3

تحدد المواصفة القياسية ISO/IEC 23092-3 تنسيق البيانات الوصفية وتوفر واجهات برمجة تطبيقات لتمثيل البيانات الجينومية لدعم قابلية التشغيل البيني بين الأدوات والأنظمة الحالية. يحدد الجزء 3 كيفية دمج تدفق بتات متوافق مع معيار MPEG-G مع البيانات الوصفية، بالإضافة إلى آليات لتنفيذ التحكم في الوصول، والتحقق من سلامة البيانات، والمصادقة، وآليات الترخيص. يحتوي هذا الجزء أيضًا على قسم معلوماتي مخصص للربط بين هياكل بيانات SAM وMPEG-G، بما في ذلك التوافق مع الإصدارات السابقة من محتوى SAM الحالي . وهو يُعرّف ما يلي:

مجموعات من وظائف واجهة برمجة التطبيقات
مجموعة الوظائف	وصف موجز
المعلومات الجينومية	الوظائف المستخدمة للاستعلام عن بنية المعلومات الجينومية واسترجاعها، والمشفرة في تدفق بت متوافق مع سلسلة ISO/IEC 23092.
البيانات الوصفية	الوظائف المستخدمة للاستعلام عن بنية البيانات الوصفية المرتبطة بالبيانات الجينومية المشفرة واسترجاعها.
حماية	الوظائف المستخدمة لاسترجاع بيانات الحماية الوصفية المرتبطة بالبيانات الجينومية المشفرة.
مرجع	الدوال المستخدمة لاسترجاع المرجع المرتبط بمجموعة البيانات.
إحصائيات	وظائف تُستخدم لاسترجاع الإحصائيات المرتبطة بمجموعة بيانات.

ISO/IEC 23092-4 MPEG-G الجزء 4

تحدد المواصفة القياسية ISO/IEC 23092-4 ^{[ 9 ]} برنامجًا مرجعيًا لتمثيل المعلومات الجينومية، يُشار إليه باسم النموذج الجينومي (GM). ويتكون هذا النموذج من عنصرين: برنامج التشفير المرجعي وبرنامج فك التشفير المرجعي. يُستخدم برنامج فك التشفير المرجعي لتقييم مدى توافق النموذج مع متطلبات المواصفات القياسية ISO/IEC 23092-1 ^{[ 4 ]} و ISO/IEC 23092-2 ^{[ 5 ]} و ISO/IEC 23092-6 ^{[ 7 ]} ، بينما يُستخدم برنامج التشفير المرجعي كدليل لتطبيق هذه المواصفات. يُطلق على برنامج التشفير المرجعي اسم Genie ^{[ 3 ]} ، وهو برنامج مفتوح المصدر طُوّر بواسطة مجموعة من الأفراد من جامعات وشركات متعددة حول العالم. ويتضمن المكونات التالية:

مكونات البرامج المرجعية
جزء	رقم	عنصر
الجزء 1 ^{[ 4 ]}	ISO/IEC 23092-1	التغليف
		الفهرسة
الجزء الثاني ^{[ 5 ]}	ISO/IEC 23092-2	تصنيف
		محرك مرجعي
		تحديد كمية قيمة الجودة
		توليد تسلسل فرعي للواصفات
		التحولات
		ترميز الإنتروبيا
الجزء السادس	ISO/IEC 23092-6	(سيتم تحديده)

ISO/IEC 23092-5 MPEG-G الجزء 5

تحدد المواصفة القياسية ISO/IEC 23092-5 معايير مطابقة ترميز المعلومات الجينومية. يوفر الجزء الخامس منها وسيلة لاختبار والتحقق من صحة تطبيق تقنية MPEG-G في مختلف الأجهزة والتطبيقات لضمان التوافق بين جميع الأنظمة. كما يحدد إجراءً معياريًا لتقييم المطابقة للمواصفة على مجموعة شاملة من البيانات المضغوطة.

نوع MIME وامتدادات اسم الملف

لا يوجد نوع MIME ( نوع وسائط IANA المستند إلى RFC 6838 ) محدد حاليًا لملف MPEG-G.

لم يتم تعريف أي امتدادات ملفات تقليدية.

انظر أيضاً

مراجع

^ البرتي، كلاوديو. باريدينس، توم؛ فوج، يناير؛ نارو دانيال. أحمد، جنيد؛ رافاسي، ماسيمو؛ رينزي، دانييلي؛ زويا، جورجيو؛ ريبيكا، باولو؛ أوتشوا، إيدويا؛ ماتافيلي، ماركو؛ ديلجادو، خايمي. هيرنيز ، ميكيل (أكتوبر 2018). "مقدمة إلى MPEG-G، معيار ISO الجديد لتمثيل المعلومات الجينومية". بيوركسيف 10.1101/426353 .
↑ هيرنايز، ميكيل؛ بافليتشين، ديمتري؛ وايس مان، تساشي؛ أوتشوا، إيدويا (2019-07-20). "ضغط البيانات الجينومية" . المراجعة السنوية لعلوم البيانات الطبية الحيوية . 2 (1): 19-37 . doi : 10.1146/annurev-biodatasci-072018-021229 . ISSN 2574-3414 . S2CID 88495878 .
1 2 "جيني، برنامج ترميز MPEG-G مفتوح المصدر" . جيت هاب . 22 يونيو 2021.
1 2 3 4 5 6 7 "ISO/IEC 23092-1 نقل وتخزين المعلومات الجينومية" .
1 2 3 4 "ISO/IEC 23092-2 ترميز المعلومات الجينومية" .
1 2 3 4 "ISO/IEC 23092-3 البيانات الوصفية وواجهات برمجة التطبيقات" .
1 2 3 "ISO/IEC 23092-6 ترميز التعليقات الجينومية" .
^ بليس ، بريان. ألين جوشوا. بهيتي، سوراب؛ بوكول، ماثيو؛ ديلجادو، خايمي. فوستير، جان؛ جيلبي، جوزيب؛ هارت، ستيفن. هيرنيز، ميكيل. هدسون، ماثيو. كالمباتش، مايكل؛ كلي، اريك. ماينزر، ليودميلا؛ مونتيفيرينج، فابيان؛ نارو دانيال. أوتشوا، إيدويا؛ أوسترمان، جويرن؛ باريدينس، توم؛ روس، كريستيان؛ فوج، يناير؛ ويبين، اريك. يانغ، مينجيو؛ وايزمان، تساشي. ويبرت ، ماتيو (نوفمبر 2019). "Genie: برنامج متوافق مع MPEG-G لضغط البيانات الجينومية" (PDF) .
1 2 "برنامج مرجعي ISO/IEC 23092-4" .
↑ "التوافق مع معيار ISO/IEC 23092-5" .

روابط خارجية

[MPEG-G2018-1] البرتي، كلاوديو. باريدينس، توم؛ فوج، يناير؛ نارو دانيال. أحمد، جنيد؛ رافاسي، ماسيمو؛ رينزي، دانييلي؛ زويا، جورجيو؛ ريبيكا، باولو؛ أوتشوا، إيدويا؛ ماتافيلي، ماركو؛ ديلجادو، خايمي. هيرنيز ، ميكيل (أكتوبر 2018). "مقدمة إلى MPEG-G، معيار ISO الجديد لتمثيل المعلومات الجينومية". بيوركسيف 10.1101/426353 .

[2] هيرنايز، ميكيل؛ بافليتشين، ديمتري؛ وايس مان، تساشي؛ أوتشوا، إيدويا (2019-07-20). "ضغط البيانات الجينومية" . المراجعة السنوية لعلوم البيانات الطبية الحيوية . 2 (1): 19-37 . doi : 10.1146/annurev-biodatasci-072018-021229 . ISSN 2574-3414 . S2CID 88495878 .

[genie-3] 1 2 "جيني، برنامج ترميز MPEG-G مفتوح المصدر" . جيت هاب . 22 يونيو 2021.

[part-1-4] 1 2 3 4 5 6 7 "ISO/IEC 23092-1 نقل وتخزين المعلومات الجينومية" .

[part-2-5] 1 2 3 4 "ISO/IEC 23092-2 ترميز المعلومات الجينومية" .

[part-3-6] 1 2 3 4 "ISO/IEC 23092-3 البيانات الوصفية وواجهات برمجة التطبيقات" .

[part-6-7] 1 2 3 "ISO/IEC 23092-6 ترميز التعليقات الجينومية" .

[Bliss2019-8] بليس ، بريان. ألين جوشوا. بهيتي، سوراب؛ بوكول، ماثيو؛ ديلجادو، خايمي. فوستير، جان؛ جيلبي، جوزيب؛ هارت، ستيفن. هيرنيز، ميكيل. هدسون، ماثيو. كالمباتش، مايكل؛ كلي، اريك. ماينزر، ليودميلا؛ مونتيفيرينج، فابيان؛ نارو دانيال. أوتشوا، إيدويا؛ أوسترمان، جويرن؛ باريدينس، توم؛ روس، كريستيان؛ فوج، يناير؛ ويبين، اريك. يانغ، مينجيو؛ وايزمان، تساشي. ويبرت ، ماتيو (نوفمبر 2019). "Genie: برنامج متوافق مع MPEG-G لضغط البيانات الجينومية" (PDF) .

[part-4-9] 1 2 "برنامج مرجعي ISO/IEC 23092-4" .

[part-5-10] "التوافق مع معيار ISO/IEC 23092-5" .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ].

[ 10 ].

اللغة	العربية (RTL)
روابط موسوعية	13 رابطاً
المصدر الأصلي	ويكيبيديا ↗