Cella virtuale
I modelli VCell hanno una struttura ad albero gerarchica. Il livello del tronco è la “Fisiologia” costituita da compartimenti, specie e reazioni chimiche e velocità di reazione che sono funzioni di concentrazioni. Date le concentrazioni iniziali di specie, VCell può calcolare come queste concentrazioni cambiano nel tempo. Il modo in cui queste simulazioni numeriche vengono eseguite, è determinato attraverso una serie di “Applicazioni”, che specificano se le simulazioni saranno deterministiche o stocastiche, e spaziali o compartimentali; più “Applicazioni” possono anche specificare concentrazioni iniziali, coefficienti di diffusione, portate e una varietà di ipotesi di modellazione. Quindi le “Applicazioni” possono essere viste come esperimenti computazionali per testare idee sul sistema fisiologico. Ogni “Applicazione” corrisponde a una descrizione matematica, che viene automaticamente tradotta nel linguaggio di descrizione matematica VCell. Più “simulazioni”, comprese le scansioni dei parametri e le modifiche nelle specifiche del risolutore, possono essere eseguite all’interno di ogni”Applicazione”.
I modelli possono variare dal semplice al molto complesso, e possono rappresentare una miscela di dati sperimentali e ipotesi puramente teoriche.
La cella virtuale può essere utilizzata come applicazione distribuita su Internet o come applicazione autonoma. L’interfaccia utente grafica consente la costruzione di modelli complessi in termini biologicamente rilevanti: dimensioni e forma del compartimento, caratteristiche molecolari e parametri di interazione. VCell converte la descrizione biologica in un sistema matematico equivalente di equazioni differenziali. Gli utenti possono passare avanti e indietro tra la vista biologica schematica e la vista matematica nell’interfaccia grafica comune. Infatti, se gli utenti lo desiderano, possono manipolare direttamente la descrizione matematica, bypassando la vista schematica. VCell consente agli utenti una scelta di risolutori numerici per tradurre la descrizione matematica in codice software che viene eseguito per eseguire le simulazioni. I risultati possono essere visualizzati on-line, oppure possono essere scaricati sul computer dell’utente in una vasta gamma di formati di esportazione. La licenza Virtual Cell consente l’accesso gratuito a tutti i membri della comunità scientifica.
Gli utenti possono salvare i loro modelli nel database VCell, che viene mantenuto su server a U. Connecticut. Il database VCell utilizza un sistema di controllo degli accessi con autorizzazioni per consentire agli utenti di mantenere i propri modelli privati, condividerli con collaboratori selezionati o renderli pubblici. Il sito web VCell mantiene un elenco ricercabile di modelli che sono pubblici e associati a pubblicazioni di ricerca.
