Wirtualne komórki

modele VCell mają hierarchiczną strukturę drzewa. Poziom pnia jest „fizjologią” składającą się z przedziałów, gatunków i reakcji chemicznych oraz szybkości reakcji, które są funkcjami stężeń. Biorąc pod uwagę początkowe stężenia gatunków, VCell może obliczyć, jak te stężenia zmieniają się w czasie. Sposób przeprowadzania tych symulacji numerycznych jest określany za pomocą szeregu „aplikacji”, które określają, czy symulacje będą deterministyczne czy stochastyczne, a przestrzenne czy kompartmentowe; wiele „zastosowań” może również określać stężenia początkowe, współczynniki dyfuzji, natężenia przepływu i różne założenia modelowania. Tak więc „aplikacje” mogą być postrzegane jako eksperymenty obliczeniowe do testowania pomysłów na temat systemu fizjologicznego. Każda „aplikacja”odpowiada opisowi matematycznemu, który jest automatycznie tłumaczony na język opisu matematycznego VCell. W każdej „aplikacji” można uruchomić wiele „symulacji”, w tym skanowanie parametrów i zmiany specyfikacji solvera.

modele mogą wahać się od prostych do bardzo złożonych i mogą reprezentować mieszaninę danych eksperymentalnych i czysto teoretycznych założeń.

Komórka wirtualna może być używana jako aplikacja rozproszona przez Internet lub jako samodzielna aplikacja. Graficzny interfejs użytkownika umożliwia budowę złożonych modeli w kategoriach biologicznie istotnych: wymiary i kształt przedziałów, charakterystyka molekularna i parametry interakcji. VCell przekształca opis biologiczny w równoważny matematyczny system równań różniczkowych. Użytkownicy mogą przełączać się między schematem widoku biologicznego a widokiem matematycznym we wspólnym interfejsie graficznym. Rzeczywiście, jeśli użytkownicy chcą, mogą bezpośrednio manipulować opisem matematycznym, pomijając widok schematu. VCell umożliwia użytkownikom wybór rozwiązań numerycznych do przetłumaczenia opisu matematycznego na kod oprogramowania, który jest wykonywany w celu przeprowadzenia symulacji. Wyniki mogą być wyświetlane on-line lub mogą być pobrane na komputer użytkownika w wielu różnych formatach eksportu. Licencja Virtual Cell umożliwia swobodny dostęp wszystkim członkom środowiska naukowego.

użytkownicy mogą zapisywać swoje modele w bazie danych VCell, która jest utrzymywana na serwerach w U. Connecticut. Baza danych VCell korzysta z systemu kontroli dostępu z uprawnieniami, aby umożliwić użytkownikom zachowanie prywatnych modeli, udostępnianie ich wybranym współpracownikom lub upublicznienie. Strona internetowa VCell prowadzi listę modeli z możliwością przeszukiwania, które są publiczne i powiązane z publikacjami badawczymi.

modele VCell mogą być formułowane jako sieci reakcji lub oparte na regułach reakcji. Model może być symulowany przy użyciu wielu założeń fizycznych: deterministycznych, stochastycznych lub hybrydowych deterministycznych/stochastycznych; nieprzestrzennych kompartmentalnych, symulujących tylko kinetykę reakcji lub z wyraźnymi geometriami przestrzennymi uwzględniającymi również dyfuzję i przepływ. Nowa funkcja eksperymentalna pozwala na modele reakcji dyfuzji w zmieniających się geometriach (top).