生物技術(shù)領(lǐng)域生命科學(xué)數(shù)據(jù)格式與描述標(biāo)準(zhǔn)化要求研究報(bào)告EnglishTitle:ResearchReportonStandardizationRequirementsforDataFormattingandDescriptioninLifeScienceswithinBiotechnology摘要隨著生命科學(xué)研究及其在生物技術(shù)應(yīng)用中的深入發(fā)展，數(shù)據(jù)已成為推動(dòng)科學(xué)進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新的核心要素。本研究基于ISO20691國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)《Biotechnology—Requirementsfordataformattinganddescriptioninthelifesciences》的采標(biāo)工作，系統(tǒng)分析了生命科學(xué)領(lǐng)域數(shù)據(jù)格式與描述標(biāo)準(zhǔn)化的重要性、技術(shù)要求和應(yīng)用價(jià)值。報(bào)告詳細(xì)闡述了在診斷學(xué)、制藥行業(yè)、基因工程、環(huán)境科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域中，標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)格式對(duì)于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互操作性、可重用性和長(zhǎng)期保存的關(guān)鍵作用。研究表明，通過(guò)建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式和元數(shù)據(jù)描述規(guī)范，不僅能夠促進(jìn)跨領(lǐng)域數(shù)據(jù)集成與分析，還能顯著提升科研數(shù)據(jù)的利用效率和科學(xué)價(jià)值。本報(bào)告為相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員、標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu)和政策制定者提供了重要的參考依據(jù)，對(duì)推動(dòng)生命科學(xué)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化發(fā)展具有指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞:生物技術(shù),生命科學(xué),數(shù)據(jù)格式,元數(shù)據(jù),標(biāo)準(zhǔn)化,互操作性,FAIR原則,數(shù)據(jù)管理Keywords:Biotechnology,LifeSciences,DataFormatting,Metadata,Standardization,Interoperability,FAIRPrinciples,DataManagement正文1.研究背景與意義在生命科學(xué)研究及其成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用中，數(shù)據(jù)的高度復(fù)雜性和多樣性已成為制約科研效率和成果共享的主要瓶頸。診斷學(xué)、制藥行業(yè)以及生物技術(shù)領(lǐng)域廣泛依賴從化驗(yàn)、生物學(xué)功能研究、過(guò)程描述和實(shí)驗(yàn)測(cè)量中獲取的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)不僅包括原始觀測(cè)值，還涉及通過(guò)計(jì)算重建、建模和模擬生成的衍生數(shù)據(jù)，用于描述生物、生物技術(shù)和生理過(guò)程及其在工作流程中的應(yīng)用。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的生命科學(xué)與生物技術(shù)研究覆蓋了人類健康、基因工程、環(huán)境科學(xué)、農(nóng)業(yè)、生物修復(fù)、DNA測(cè)序、色譜和顯微鏡等多個(gè)重要領(lǐng)域。然而，這些數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、表示、解釋和交換受到數(shù)據(jù)格式設(shè)計(jì)的顯著影響。不一致的數(shù)據(jù)格式和元數(shù)據(jù)描述導(dǎo)致數(shù)據(jù)互操作性和可重用性降低，限制了其潛在價(jià)值的發(fā)揮。為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效利用，生命科學(xué)數(shù)據(jù)必須滿足可查找（Findable）、可訪問(wèn)（Accessible）、可互操作（Interoperable）和可重用（Reusable）的FAIR原則。通過(guò)采用ISO20691國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，本研究旨在推動(dòng)生命科學(xué)數(shù)據(jù)格式與描述的標(biāo)準(zhǔn)化，為跨領(lǐng)域數(shù)據(jù)集成、共享與分析提供技術(shù)基礎(chǔ)。2.標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)格式的技術(shù)要求本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了生命科學(xué)領(lǐng)域數(shù)據(jù)及其元數(shù)據(jù)的一致性格式和文檔化要求，涵蓋了生物技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)及非人類生物研究的各個(gè)方面。其主要技術(shù)內(nèi)容包括：1.數(shù)據(jù)格式的統(tǒng)一化要求：定義了數(shù)據(jù)記錄的基本結(jié)構(gòu)、編碼方式和存儲(chǔ)格式，確保數(shù)據(jù)在不同平臺(tái)和時(shí)間的兼容性。2.元數(shù)據(jù)描述規(guī)范：明確了元數(shù)據(jù)（描述數(shù)據(jù)及其上下文的數(shù)據(jù)）的最小集要求，包括數(shù)據(jù)來(lái)源、生成方法、版本控制和權(quán)限管理等信息。3.FAIR原則的實(shí)施指南：提供了使數(shù)據(jù)可查找、可訪問(wèn)、可互操作和可重用的具體技術(shù)方案，例如唯一標(biāo)識(shí)符的使用、數(shù)據(jù)訪問(wèn)協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化以及語(yǔ)義互操作性的實(shí)現(xiàn)。4.跨領(lǐng)域數(shù)據(jù)集成框架：通過(guò)提供一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)框架，支持不同子領(lǐng)域（如基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)）數(shù)據(jù)格式的協(xié)同互操作。3.應(yīng)用范圍與領(lǐng)域本標(biāo)準(zhǔn)適用于生命科學(xué)領(lǐng)域中所有系統(tǒng)性捕獲、記錄或整合數(shù)據(jù)及其元數(shù)據(jù)的手動(dòng)或計(jì)算流程。具體應(yīng)用范圍包括但不限于以下領(lǐng)域：-基礎(chǔ)與應(yīng)用研究：涵蓋生命科學(xué)的各個(gè)分支，如系統(tǒng)生物學(xué)、合成生物學(xué)和系統(tǒng)醫(yī)學(xué)。-工業(yè)與醫(yī)學(xué)生物技術(shù)：包括制藥、農(nóng)業(yè)和環(huán)境生物技術(shù)（診斷和治療用途除外）。-方法學(xué)驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域：如基因組學(xué)（大規(guī)模并行測(cè)序、宏基因組學(xué)、表觀基因組學(xué)和功能基因組學(xué)）、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、翻譯組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)、脂質(zhì)組學(xué)、糖組學(xué)、酶學(xué)和免疫化學(xué)。此外，本標(biāo)準(zhǔn)還適用于從自動(dòng)化高通量流程中系統(tǒng)獲取的大規(guī)模數(shù)據(jù)，以及通過(guò)其他生命科學(xué)技術(shù)和手動(dòng)方式獲取的小規(guī)模數(shù)據(jù)集。4.標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)行業(yè)發(fā)展的推動(dòng)作用通過(guò)統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式和元數(shù)據(jù)描述，本標(biāo)準(zhǔn)顯著提升了生命科學(xué)數(shù)據(jù)的可用性和價(jià)值。具體表現(xiàn)在：-促進(jìn)數(shù)據(jù)共享與協(xié)作：標(biāo)準(zhǔn)化格式降低了數(shù)據(jù)交換的技術(shù)壁壘，加速了科研合作與創(chuàng)新。-增強(qiáng)數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期保存與重用：通過(guò)版本控制和平臺(tái)無(wú)關(guān)的格式設(shè)計(jì)，確保了數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期可訪問(wèn)性和可解釋性。-支持大數(shù)據(jù)與人工智能應(yīng)用：結(jié)構(gòu)化和一致化的數(shù)據(jù)為機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)分析提供了高質(zhì)量輸入，推動(dòng)了精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)和農(nóng)業(yè)生物技術(shù)等領(lǐng)域的進(jìn)步。介紹修訂的企事業(yè)單位或標(biāo)委會(huì)全國(guó)生物技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC387）全國(guó)生物技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC387）是負(fù)責(zé)中國(guó)生物技術(shù)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化工作的主要機(jī)構(gòu)，隸屬于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)。該委員會(huì)由來(lái)自科研院所、高校、企業(yè)和政府機(jī)構(gòu)的專家組成，致力于制定和修訂生物技術(shù)領(lǐng)域的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在此次ISO20691國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的采標(biāo)工作中，SAC/TC387發(fā)揮了核心作用，組織專家對(duì)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了深入研究、本土化適配和技術(shù)內(nèi)容優(yōu)化，確保了標(biāo)準(zhǔn)在中國(guó)生命科學(xué)領(lǐng)域的適用性和先進(jìn)性。該委員會(huì)在推動(dòng)生物技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、提升行業(yè)技術(shù)水平和促進(jìn)國(guó)際合作方面做出了重要貢獻(xiàn)。結(jié)論本研究通過(guò)分析ISO20691國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的采標(biāo)內(nèi)容，系統(tǒng)闡述了生命科學(xué)數(shù)據(jù)格式與描述標(biāo)準(zhǔn)化的重要性、技術(shù)要求和應(yīng)用價(jià)值。標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)格式和元數(shù)據(jù)描述不僅是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)FAIR原則的基礎(chǔ)，也是推動(dòng)生命科學(xué)研究和生物技術(shù)應(yīng)用發(fā)展的關(guān)鍵因素。未來(lái)，隨著生命科學(xué)數(shù)據(jù)的進(jìn)一步增長(zhǎng)和復(fù)雜化，標(biāo)準(zhǔn)化工作仍需不斷擴(kuò)展和深化。建議相關(guān)機(jī)構(gòu)和研究者積極參與標(biāo)準(zhǔn)制定與實(shí)施，共同推動(dòng)生命科學(xué)數(shù)據(jù)管理的規(guī)范化與創(chuàng)新化，為全球科學(xué)研究和技術(shù)進(jìn)步提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)1.ISO20691:2021,Biotechnology—Requirementsfordataformattinganddescriptioninthelifesciences.2.Wilkinson,M.,etal.(2016).