Reactome Database

Banco de Dados Reactome

Visão Geral

Reactome é um banco de dados de vias livre, de código aberto e curado com mais de 2.825 vias humanas. Consulte vias biológicas, realize análise de sobre-representação e expressão, mapeie genes para vias, explore interações moleculares via REST API e cliente Python para pesquisa em biologia de sistemas.

Quando Usar Esta Competência

Esta competência deve ser usada quando:

• Realizar análise de enriquecimento de vias em listas de genes ou proteínas
• Analisar dados de expressão gênica para identificar vias biológicas relevantes
• Consultar informações específicas de vias, reações ou interações moleculares
• Mapear genes ou proteínas para vias e processos biológicos
• Explorar vias relacionadas a doenças e mecanismos biológicos
• Visualizar resultados de análise no Reactome Pathway Browser
• Conduzir análise comparativa de vias entre espécies

Capacidades Principais

Reactome fornece dois serviços de API principais e uma biblioteca cliente Python:

1. Content Service - Recuperação de Dados

Consulte e recupere dados de vias biológicas, interações moleculares e informações de entidades.

Operações comuns:

• Recuperar informações e hierarquias de vias
• Consultar entidades específicas (proteínas, reações, complexos)
• Obter moléculas participantes em vias
• Acessar versão do banco de dados e metadados
• Explorar compartimentos de vias e localizações

URL Base da API: https://reactome.org/ContentService

2. Analysis Service - Análise de Vias

Execute análise computacional em listas de genes e dados de expressão.

Tipos de análise:

• Análise de Sobre-representação: Identifique vias estatisticamente significativas de listas de genes/proteínas
• Análise de Dados de Expressão: Analise datasets de expressão gênica para encontrar vias relevantes
• Comparação entre Espécies: Compare dados de vias entre organismos diferentes

URL Base da API: https://reactome.org/AnalysisService

3. Pacote Python reactome2py

Biblioteca cliente Python que encapsula chamadas da API Reactome para acesso programático mais fácil.

Instalação:

uv pip install reactome2py

Nota: O pacote reactome2py (versão 3.0.0, lançado em janeiro de 2021) é funcional mas não está em manutenção ativa. Para a funcionalidade mais atualizada, considere usar chamadas diretas da REST API.

Consultando Dados de Vias

Usando Content Service REST API

O Content Service usa protocolo REST e retorna dados em formatos JSON ou texto simples.

Obter versão do banco de dados:

import requests

response = requests.get("https://reactome.org/ContentService/data/database/version")
version = response.text
print(f"Versão do Reactome: {version}")

Consultar uma entidade específica:

import requests

entity_id = "R-HSA-69278"  # ID de via de exemplo
response = requests.get(f"https://reactome.org/ContentService/data/query/{entity_id}")
data = response.json()

Obter moléculas participantes em uma via:

import requests

event_id = "R-HSA-69278"
response = requests.get(
    f"https://reactome.org/ContentService/data/event/{event_id}/participatingPhysicalEntities"
)
molecules = response.json()

Usando Pacote reactome2py

import reactome2py
from reactome2py import content

# Consultar informações de via
pathway_info = content.query_by_id("R-HSA-69278")

# Obter versão do banco de dados
version = content.get_database_version()

Para endpoints de API detalhados e parâmetros, consulte references/api_reference.md nesta competência.

Realizando Análise de Vias

Análise de Sobre-representação

Envie uma lista de identificadores de gene/proteína para encontrar vias enriquecidas.

Usando REST API:

import requests

# Preparar lista de identificadores
identifiers = ["TP53", "BRCA1", "EGFR", "MYC"]
data = "\n".join(identifiers)

# Enviar análise
response = requests.post(
    "https://reactome.org/AnalysisService/identifiers/",
    headers={"Content-Type": "text/plain"},
    data=data
)

result = response.json()
token = result["summary"]["token"]  # Salvar token para recuperar resultados depois

# Acessar vias
for pathway in result["pathways"]:
    print(f"{pathway['stId']}: {pathway['name']} (p-value: {pathway['entities']['pValue']})")

Recuperar análise por token:

# Token é válido por 7 dias
response = requests.get(f"https://reactome.org/AnalysisService/token/{token}")
results = response.json()

Análise de Dados de Expressão

Analise datasets de expressão gênica com valores quantitativos.

Formato de entrada (TSV com cabeçalho começando com #):

#Gene	Sample1	Sample2	Sample3
TP53	2.5	3.1	2.8
BRCA1	1.2	1.5	1.3
EGFR	4.5	4.2	4.8

Enviar dados de expressão:

import requests

# Ler arquivo TSV
with open("expression_data.tsv", "r") as f:
    data = f.read()

response = requests.post(
    "https://reactome.org/AnalysisService/identifiers/",
    headers={"Content-Type": "text/plain"},
    data=data
)

result = response.json()

Projeção entre Espécies

Mapeie identificadores para vias humanas exclusivamente usando o endpoint /projection/:

response = requests.post(
    "https://reactome.org/AnalysisService/identifiers/projection/",
    headers={"Content-Type": "text/plain"},
    data=data
)

Visualizando Resultados

Resultados de análise podem ser visualizados no Reactome Pathway Browser construindo URLs com o token de análise:

token = result["summary"]["token"]
pathway_id = "R-HSA-69278"
url = f"https://reactome.org/PathwayBrowser/#{pathway_id}&DTAB=AN&ANALYSIS={token}"
print(f"Ver resultados: {url}")

Trabalhando com Tokens de Análise

• Tokens de análise são válidos por 7 dias
• Tokens permitem recuperação de resultados previamente calculados sem reenviamento
• Armazene tokens para acessar resultados entre sessões
• Use endpoint GET /token/{TOKEN} para recuperar resultados

Formatos de Dados e Identificadores

Tipos de Identificador Suportados

Reactome aceita vários formatos de identificador:

• Acessões UniProt (ex: P04637)
• Símbolos de gene (ex: TP53)
• IDs Ensembl (ex: ENSG00000141510)
• IDs EntrezGene (ex: 7157)
• IDs ChEBI para moléculas pequenas

O sistema detecta automaticamente os tipos de identificador.

Requisitos de Formato de Entrada

Para análise de sobre-representação:

• Lista de texto simples de identificadores (um por linha)
• OU coluna única em formato TSV

Para análise de expressão:

• Formato TSV com linha de cabeçalho obrigatória começando com "#"
• Coluna 1: identificadores
• Colunas 2+: valores numéricos de expressão
• Use ponto (.) como separador decimal

Formato de Saída

Todas as respostas da API retornam JSON contendo:

• pathways: Array de vias enriquecidas com métricas estatísticas
• summary: Metadados de análise e token
• entities: Identificadores correspondidos e não mapeados
• Valores estatísticos: pValue, FDR (taxa de falsa descoberta)

Scripts Auxiliares

Esta competência inclui scripts/reactome_query.py, um script auxiliar para operações comuns do Reactome:

# Consultar informações de via
python scripts/reactome_query.py query R-HSA-69278

# Realizar análise de sobre-representação
python scripts/reactome_query.py analyze gene_list.txt

# Obter versão do banco de dados
python scripts/reactome_query.py version

Recursos Adicionais

• Documentação da API: https://reactome.org/dev
• Guia do Usuário: https://reactome.org/userguide
• Portal de Documentação: https://reactome.org/documentation
• Downloads de Dados: https://reactome.org/download-data
• Documentação reactome2py: https://reactome.github.io/reactome2py/

Para documentação abrangente de endpoints da API, consulte references/api_reference.md nesta competência.

Estatísticas Atuais do Banco de Dados (Versão 94, Setembro de 2025)

• 2.825 vias humanas
• 16.002 reações
• 11.630 proteínas
• 2.176 moléculas pequenas
• 1.070 fármacos
• 41.373 referências bibliográficas