Komputerowa symulacja systemów biologicznych

Katarzyna Marciniak | 2006-11-03

Virginia Institute i EML Research z Heidelbergu udostępniły program o nazwie COPASI (Complex Pathway Symulator). Jest to pakiet oprogramowania, który pozwala użytkownikom modelować, symulować, a także analizować biochemiczne oraz biologiczne sieci.

Prace nad programem trwały sześć lat. Pierwsza oficjalna wersja COPASI okazała się kamieniem milowym w dostarczaniu pełnego i wszechstronnego rozwiązania dla takich procesów, jak wspomniane wcześniej modelowanie i symulacje. Procesy te pozwalają zrozumieć zachowanie systemu biologicznego na poziomie komórkowym i molekularnym. Pozwalają również na interpretację wyników tych eksperymentów na poziomie kwantowym.

COPASI upraszcza budowanie modeli biologicznych poprzez pomaganie badaczom w tłumaczeniu języka chemii, a właściwie tłumaczenia zachodzących reakcji chemicznych na język matematyczny. Chodzi tutaj o zapisanie za pomocą matematycznych matryc oraz równań, reakcji chemicznych i biochemicznych. COPASI symuluje kinetyczne reakcje zachodzące w systemach biologicznych, optymalizuje funkcje modeli biologicznych, kontroluje analizę metaboliczną, a także liniową trwałość tej analizy.

Symulacje oraz modelowanie stają się znaczącymi narzędziami w badaniach dotyczących systemów biologicznych. Są one coraz częściej stosowane w procesach testowania fizycznych i chemicznych ograniczeń zachodzących reakcji, a także przy obliczaniu prawdopodobieństwa wystąpienia różnego rodzaju biochemicznych reakcji.

COPASI wspiera tzw. model Wyznaczników Językowych Systemów Biologicznych, zwany w skrócie SGML. Pomaga on z kolei naukowcom zrozumieć funkcjonowanie systemów biologicznych na wszystkich poziomach organizacji, dzięki możliwościom wydawania poleceń za pomocą pakietu dotyczących konstruowania przez omawiane narzędzie modeli biochemicznych, zmianie wyników eksperymentu, a także uzasadnianiu słuszności działania wybranego modelu.

Należy przy tym zaznaczyć, że naukowcy biorący udział w tworzeniu tego pakietu oprogramowania oczekują, że oprogramowanie to będzie nieocenioną pomocą dla innych naukowców, nie tylko w procesach symulacji, ale także pomoże im zrozumieć, w jaki sposób niezależne gałęzie przemysłu, jak na przykład farmaceutyczny, ma wpływ na systemy metaboliczne.

Oprogramowanie to jest darmowe dla celów niekomercyjnych i można je pobrać ze strony www.copasi.org. Działa w platformach Linux, Windows i OS X i Solaris

Zdjęcia: http://www.copasi.org/tiki-index.php?page=ScreenShots