Ensembl MCP Server

🚀 非官方Ensembl MCP服务器

这是一个全面的模型上下文协议（MCP）服务器，可通过标准化的MCP接口无缝访问Ensembl的海量基因组数据库。它支持跨多个物种的基因查询、序列检索、变异分析、比较基因组学、调控特征分析等功能。

由 增强自然 开发

🚀 快速开始

本服务器通过标准化的MCP接口，让用户能够无缝访问Ensembl庞大的基因组数据库。它支持跨多个物种的基因查询、序列检索、变异分析、比较基因组学、调控特征分析等众多功能。

✨ 主要特性

基因与转录本信息

• 基因查询：通过Ensembl ID或基因符号获取详细的基因信息。
• 转录本分析：检索基因的所有转录本，并获取其结构细节。
• 基因搜索：按名称、描述或标识符搜索基因，并支持过滤选项。

序列数据

• 基因组序列：提取任何基因组区域或特征的DNA序列。
• CDS序列：获取特定转录本的编码序列。
• 序列翻译：将DNA序列翻译成蛋白质序列。
• 重复序列屏蔽：支持硬重复和软重复屏蔽。

比较基因组学

• 同源物检测：在不同物种中查找直系同源和旁系同源基因。
• 系统发育树：以多种格式生成基因家族树。
• 跨物种分析：比较不同生物体的基因和基因组。

变异数据

• 变异检索：获取基因组区域中的遗传变异。
• 后果预测：预测变异对基因和转录本的影响。
• 群体遗传学：获取等位基因频率和群体数据。

调控特征

• 调控元件：访问增强子、启动子和转录因子结合位点（TFBS）数据。
• 基序特征：获取转录因子结合基序。
• 细胞类型上下文：按细胞类型过滤调控特征。

交叉引用与注释

• 外部数据库链接：获取与PDB、EMBL、RefSeq等数据库的交叉引用。
• 坐标映射：在不同基因组组装之间转换坐标。
• 本体术语：访问GO术语和功能注释。

物种与组装信息

• 物种列表：浏览可用的物种和组装。
• 组装统计信息：获取基因组组装信息和统计数据。
• 核型数据：访问染色体信息和带型模式。

批量处理

• 批量基因查询：同时处理多个基因。
• 批量序列提取：高效检索多个区域的序列。

📦 安装指南

# 克隆或下载服务器文件
cd ensembl-server

# 安装依赖项
npm install

# 构建服务器
npm run build

💻 使用示例

基础用法

在Claude Desktop中使用该服务器，可按以下步骤操作：

# 构建服务器（如果尚未完成）
npm run build

# 将服务器添加到Claude Desktop配置中
- 打开Claude Desktop
- 转到设置 → MCP服务器
- 添加新服务器，配置如下：
  - **名称**：`ensembl`
  - **命令**：`node`
  - **参数**：`/path/to/ensembl-server/build/index.js`

# 重启Claude Desktop以加载服务器

连接成功后，你可以使用自然语言访问基因组数据，例如：

• "查找BRCA2基因并获取其序列"
• "查找TP53在小鼠中的直系同源基因"
• "获取chr17:43044295 - 43125364区域的变异"
• "搜索与胰岛素相关的基因"
• "获取人类基因组的组装信息"
• "将此DNA序列翻译成蛋白质：ATGAAACGC..."

高级用法

该服务器提供了丰富的工具，涵盖基因与转录本信息、序列数据、比较基因组学、变异数据、调控特征、交叉引用与注释、物种与组装信息以及批量处理等多个方面。以下是部分工具的使用示例：

• 基因与转录本信息：
  • lookup_gene - 通过稳定ID或符号获取详细的基因信息。
  • get_transcripts - 获取基因的所有转录本及其详细结构。
  • search_genes - 按名称、描述或标识符搜索基因。
• 序列数据：
  • get_sequence - 根据基因组坐标或基因/转录本ID获取DNA序列。
  • get_cds_sequence - 获取转录本的编码序列。
  • translate_sequence - 将DNA序列翻译成蛋白质序列。
• 比较基因组学：
  • get_homologs - 在不同物种中查找直系同源和旁系同源基因。
  • get_gene_tree - 获取基因家族的系统发育树。
• 变异数据：
  • get_variants - 获取基因组区域中的遗传变异。
  • get_variant_consequences - 预测变异对基因和转录本的影响。
• 调控特征：
  • get_regulatory_features - 获取基因组区域的调控元件。
  • get_motif_features - 获取基因组区域的转录因子结合基序。
• 交叉引用与注释：
  • get_xrefs - 获取基因的外部数据库交叉引用。
  • map_coordinates - 在不同基因组组装之间转换坐标。
• 物种与组装信息：
  • list_species - 获取可用的物种和组装列表。
  • get_assembly_info - 获取基因组组装信息和统计数据。
  • get_karyotype - 获取染色体信息和核型。
• 批量处理：
  • batch_gene_lookup - 同时处理多个基因的查询。
  • batch_sequence_fetch - 高效检索多个区域的序列。

🔧 技术细节

支持的物种

该服务器支持Ensembl中所有可用的物种，包括：

• 脊椎动物：人类、小鼠、大鼠、斑马鱼等。
• 植物：拟南芥、水稻、小麦等。
• 真菌：酵母等。
• 原生生物：各种原生生物物种。
• 后生动物：果蝇、秀丽隐杆线虫等。 若未指定物种，默认物种为 homo_sapiens。

输入格式

基因组区域

• chr1:1000000-2000000 - 标准格式
• 1:1000000-2000000 - 无 'chr' 前缀
• ENSG00000139618 - 特征ID

基因/转录本ID

• Ensembl ID：ENSG00000139618、ENST00000380152
• 基因符号：BRCA2、TP53
• RefSeq ID：NM_000059

输出格式

主要格式

• JSON：结构化数据（大多数工具的默认格式）
• FASTA：序列数据
• GFF：基因组特征格式
• VCF：变异调用格式

树格式

• JSON：结构化树数据
• Newick：标准系统发育格式
• PhyloXML：丰富的系统发育格式

错误处理

该服务器提供全面的错误处理机制：

• 无效参数：提供清晰的验证消息。
• API错误：提供来自Ensembl的详细错误信息。
• 网络问题：处理超时和连接错误。
• 物种验证：自动验证物种名称。

速率限制

该服务器遵守Ensembl的速率限制指南：

• 每秒最多15个请求。
• 批量操作之间有适当的延迟。
• 使用连接池以提高效率。

配置

环境变量

• ENSEMBL_BASE_URL：覆盖默认的API基础URL。
• REQUEST_TIMEOUT：设置自定义超时时间（默认：30000ms）。

物种配置

• 默认物种：homo_sapiens
• 自动进行物种验证
• 支持所有Ensembl部门

API覆盖范围

该服务器提供对主要Ensembl REST API端点的访问：

查找与搜索

• /lookup/id/{id} - 基因/转录本查找
• /search - 基因搜索功能

序列

• /sequence/id/{id} - 特征序列
• /sequence/region/{species}/{region} - 基因组序列

比较基因组学

• /homology/id/{id} - 同源性数据
• /genetree/id/{id} - 基因树

变异

• /variation/region/{species}/{region} - 变异数据
• /vep/species/{species}/region - 变异效应预测

调控

• /regulatory/species/{species}/region/{region} - 调控特征
• /regulatory/species/{species}/microarray/{region} - 基序特征

交叉引用

• /xrefs/id/{id} - 外部数据库引用
• /map/coords/{species}/{assembly}/{region} - 坐标映射

信息

• /info/species - 可用物种
• /info/assembly/{species} - 组装信息

📄 许可证

文档中未提及许可证相关信息。

支持

若遇到以下问题，可参考相应的解决方法：

• 服务器功能问题：查看服务器日志和错误消息。
• Ensembl数据问题：参考 Ensembl文档。
• API使用问题：查看 Ensembl REST API指南。

贡献

欢迎贡献代码！请确保：

• 符合TypeScript规范。
• 提供全面的错误处理。
• 更新文档。
• 为新功能提供测试覆盖。

相关工具

该服务器与其他生物信息学MCP服务器集成良好，包括：

• UniProt服务器：蛋白质数据集成。
• AlphaFold服务器：3D结构预测。
• STRING服务器：蛋白质相互作用网络。
• PDB服务器：结构生物学数据。

关于增强自然

本Ensembl MCP服务器由 增强自然 开发，该公司专注于构建用于科学研究和发现的人工智能工具。

引用

如果您在研究或出版物中使用了本项目，请按以下格式引用：

@misc{ensemblmcp2025, 
author = {Moudather Chelbi},
title = {Ensembl MCP Server},
year = {2025},
howpublished = {https://github.com/Augmented-Nature/Ensembl-MCP-Server},
note = {Accessed: 2025-06-29}
}