The correlation of phenotypic outcomes with genetic variation and environmental factors is a core pursuit in biology and biomedicine. Numerous challenges impede our progress: patient phenotypes may not match known diseases, candidate variants may be in genes that have not been characterized, model organisms may not recapitulate human or veterinary diseases, filling evolutionary gaps is difficult, and many resources must be queried to find potentially significant genotype–phenotype associations. Non-human organisms have proven instrumental in revealing biological mechanisms. Advanced informatics tools can identify phenotypically relevant disease models in research and diagnostic contexts. Large-scale integration of model organism and clinical research data can provide a breadth of knowledge not available from individual sources and can provide contextualization of data back to these sources. The Monarch Initiative (monarchinitiative.org) is a collaborative, open science effort that aims to semantically integrate genotype–phenotype data from many species and sources in order to support precision medicine, disease modeling, and mechanistic exploration. Our integrated knowledge graph, analytic tools, and web services enable diverse users to explore relationships between phenotypes and genotypes across species.

The principles of genetics apply across the entire tree of life. At the cellular level we share biological mechanisms with species from which we diverged millions, even billions of years ago. We can exploit this common ancestry to learn about health and disease, by analyzing DNA and protein sequences, but also through the observable outcomes of genetic differences, i.e. phenotypes. To solve challenging disease problems we need to unify the heterogeneous data that relates genomics to disease traits. Without a big-picture view of phenotypic data, many questions in genetics are difficult or impossible to answer. The Monarch Initiative (https://monarchinitiative.org) provides tools for genotype-phenotype analysis, genomic diagnostics, and precision medicine across broad areas of disease. These tools depend on the data integrated through computable phenotypes for cross species comparisons.

The principles of genetics apply across the whole tree of life: on a cellular level, we share mechanisms with species from which we diverged millions or even billions of years ago. We can exploit this common ancestry at the level of sequences, but also in terms of observable outcomes (phenotypes), to learn more about health and disease for humans and all other species. Applying the range of available knowledge to solve challenging disease problems requires unified data relating genomics, phenotypes, and disease; it also requires computational tools that leverage these multimodal data to inform interpretations by geneticists and to suggest experiments. However, the distribution and heterogeneity of databases is a major impediment: databases tend to focus either on a single data type across species, or on single species across data types. Although each database provides rich, high-quality information, no single one provides unified data that is comprehensive across species, biological scales, and data types. Without a big-picture view of the data, many questions in genetics are difficult or impossible to answer. The Monarch Initiative (https://monarchinitiative.org) is an international consortium dedicated to providing computational tools that leverage a computational representation of phenotypic data for genotype-phenotype analysis, genomic diagnostics, and precision medicine on the basis of a large-scale platform of multimodal data that is deeply integrated across species and covering broad areas of disease.