Virtuaalisolu

VCell-malleissa on hierarkkinen puurakenne. Runkotaso on” fysiologia”, joka koostuu lokeroista, lajeista ja kemiallisista reaktioista sekä reaktionopeuksista, jotka ovat konsentraatioiden funktioita. Kun otetaan huomioon lajien alkupitoisuudet, vcell voi laskea, miten nämä pitoisuudet muuttuvat ajan myötä. Miten nämä numeeriset simulaatiot suoritetaan, määritetään useiden ”sovellusten” avulla, jotka määrittelevät, ovatko simulaatiot deterministisiä vai stokastisia, ja spatiaalisia vai lokerollisia; useilla ”sovelluksilla” voidaan myös määrittää alkupitoisuuksia, diffuusiokertoimia, virtausnopeuksia ja erilaisia mallinnusoletuksia. Näin ”sovelluksia” voidaan pitää laskennallisina kokeina, joilla testataan ideoita fysiologisesta järjestelmästä. Jokainen ”sovellus” vastaa matemaattista kuvausta, joka käännetään automaattisesti VCell-matematiikan Kuvauskielelle. Useita ”simulaatioita”, mukaan lukien parametrien skannaukset ja muutokset ratkaisijan eritelmissä, voidaan suorittaa jokaisessa”sovelluksessa”.

mallit voivat vaihdella yksinkertaisesta erittäin monimutkaiseen, ja ne voivat edustaa kokeellisen tiedon ja puhtaasti teoreettisten oletusten sekoitusta.

Virtuaalisolua voi käyttää hajautettuna sovelluksena Internetissä tai itsenäisenä sovelluksena. Graafinen käyttöliittymä mahdollistaa monimutkaisten mallien rakentamisen biologisesti relevantein termein: lokeron mitat ja muoto, molekyyliominaisuudet ja vuorovaikutusparametrit. Vcell muuntaa biologisen kuvauksen vastaavaksi differentiaaliyhtälöiden matemaattiseksi järjestelmäksi. Käyttäjät voivat vaihtaa edestakaisin kaavamaisen biologisen näkymän ja matemaattisen näkymän välillä yhteisessä graafisessa käyttöliittymässä. Itse asiassa, jos käyttäjät haluavat, he voivat manipuloida matemaattista kuvausta suoraan, ohittaen kaavamaisen näkymän. VCell antaa käyttäjille mahdollisuuden valita numeerisia ratkaisijoita, jotka voivat kääntää matemaattisen kuvauksen ohjelmistokoodiksi, joka suoritetaan simulaatioiden suorittamiseksi. Tulokset voidaan näyttää verkossa, tai ne voidaan ladata käyttäjän tietokoneelle monenlaisissa vientimuodoissa. Virtual Cell-lisenssi mahdollistaa vapaan pääsyn kaikille tiedeyhteisön jäsenille.

käyttäjät voivat tallentaa mallinsa Vcell-tietokantaan, jota ylläpidetään U. Connecticutin palvelimilla. Vcell-tietokanta käyttää käyttöoikeuksilla varustettua kulunvalvontajärjestelmää, jonka avulla käyttäjät voivat pitää mallinsa yksityisinä, jakaa ne valituille yhteistyökumppaneille tai julkistaa ne. VCell-sivusto ylläpitää hakukelpoista listaa malleista, jotka ovat julkisia ja liittyvät tutkimusjulkaisuihin.

VCell-mallit voidaan muotoilla reaktioverkkoina tai reaktiosääntöjen pohjalta. Malli voidaan simuloida käyttämällä monia fysikaalisia oletuksia: deterministinen, stokastinen tai hybridi deterministinen/stokastinen; ei-spatiaalinen lokerointi, simuloimalla vain reaktiokinetiikkaa, tai eksplisiittisillä spatiaaligeometrioilla, jotka vastaavat myös diffuusiota ja virtausta. Uusi kokeellinen ominaisuus mahdollistaa reaktiodiffuusiomallit vaihtuvissa geometrioissa (top).