Les modèles de cellules virtuelles
ont une structure arborescente hiérarchique. Le niveau du tronc est la « physiologie » constituée de compartiments, d’espèces et de réactions chimiques, et de vitesses de réaction qui sont des fonctions des concentrations. Compte tenu des concentrations initiales d’espèces, VCell peut calculer comment ces concentrations changent au fil du temps. La façon dont ces simulations numériques sont effectuées est déterminée par un certain nombre d' »applications », qui spécifient si les simulations seront déterministes ou stochastiques, et spatiales ou compartimentales; plusieurs « applications » peuvent également spécifier les concentrations initiales, les coefficients de diffusion, les débits et diverses hypothèses de modélisation. Ainsi, les « applications » peuvent être considérées comme des expériences de calcul pour tester des idées sur le système physiologique. Chaque « Application » correspond à une description mathématique, qui est automatiquement traduite dans le langage de description mathématique VCell. Plusieurs « Simulations », y compris des analyses de paramètres et des modifications des spécifications du solveur, peuvent être exécutées dans chaque « Application « .
Les modèles peuvent aller du simple au très complexe et peuvent représenter un mélange de données expérimentales et d’hypothèses purement théoriques.
La cellule virtuelle peut être utilisée comme une application distribuée sur Internet ou comme une application autonome. L’interface utilisateur graphique permet de construire des modèles complexes en termes biologiquement pertinents: dimensions et forme des compartiments, caractéristiques moléculaires et paramètres d’interaction. VCell convertit la description biologique en un système mathématique équivalent d’équations différentielles. Les utilisateurs peuvent basculer entre la vue biologique schématique et la vue mathématique dans l’interface graphique commune. En effet, si les utilisateurs le souhaitent, ils peuvent manipuler directement la description mathématique, en contournant la vue schématique. VCell permet aux utilisateurs de choisir des solveurs numériques pour traduire la description mathématique en code logiciel qui est exécuté pour effectuer les simulations. Les résultats peuvent être affichés en ligne ou téléchargés sur l’ordinateur de l’utilisateur dans une grande variété de formats d’exportation. La licence Virtual Cell permet un accès gratuit à tous les membres de la communauté scientifique.
Les utilisateurs peuvent enregistrer leurs modèles dans la base de données VCell, qui est maintenue sur des serveurs à l’U. Connecticut. La base de données VCell utilise un système de contrôle d’accès avec des autorisations pour permettre aux utilisateurs de garder leurs modèles privés, de les partager avec certains collaborateurs ou de les rendre publics. Le site Web de VCell maintient une liste consultable de modèles publics et associés à des publications de recherche.
