Virtual Cell
वर्चुअल सेल (वी. सी. एल.) जीवित जीवों, मुख्य रूप से कोशिकाओं के प्रतिरूपण और अनुकरण के लिए एक मुक्त-स्रोत सॉफ्टवेयर मंच है। इसे प्रायोगिक कोशिका जीवविज्ञानी से लेकर सैद्धांतिक जैवभौतिक विज्ञानी तक वैज्ञानिकों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए एक उपकरण के रूप में तैयार किया गया है। कन्सेप्ट वर्चुअल सेल कोशिकाओं और बहुकोशिकीय ऊतकों की जटिल ज्यामिति में प्रतिक्रिया कैनेटीक्स, झिल्ली परिवहन और प्रसार के मॉडलिंग और अनुकरण के लिए एक उन्नत सॉफ्टवेयर प्लेटफॉर्म है। वी. सी. एल. मॉडल में एक पदानुक्रमित वृक्ष संरचना होती है। ट्रंक स्तर "शरीर विज्ञान" है जिसमें डिब्बे, प्रजातियाँ और रासायनिक प्रतिक्रियाएँ और प्रतिक्रिया दरें होती हैं जो सांद्रता के कार्य हैं। प्रजातियों की प्रारंभिक सांद्रता को देखते हुए, वीसीएल गणना कर सकता है कि समय के साथ ये सांद्रता कैसे बदलती है। इन संख्यात्मक अनुकरणों का प्रदर्शन कैसे किया जाता है, यह कई "अनुप्रयोगों" के माध्यम से निर्धारित किया जाता है, जो निर्दिष्ट करते हैं कि क्या अनुकरण नियतात्मक या यादृच्छिक, और स्थानिक या कंपार्टमेंटल होंगे; कई "अनुप्रयोग" प्रारंभिक सांद्रता, प्रसार गुणांक, प्रवाह दर और विभिन्न प्रकार की मॉडलिंग धारणाओं को भी निर्दिष्ट कर सकते हैं। इस प्रकार "अनुप्रयोगों" को शारीरिक प्रणाली के बारे में विचारों का परीक्षण करने के लिए कम्प्यूटेशनल प्रयोगों के रूप में देखा जा सकता है। प्रत्येक "अनुप्रयोग" एक गणितीय विवरण से मेल खाता है, जिसका स्वचालित रूप से वीसीएल गणित विवरण भाषा में अनुवाद किया जाता है। प्रत्येक "अनुप्रयोग" के भीतर पैरामीटर स्कैन और समाधानक विनिर्देशों में परिवर्तन सहित कई "अनुकरण" चलाए जा सकते हैं। मॉडल सरल से लेकर अत्यधिक जटिल तक हो सकते हैं, और प्रयोगात्मक डेटा और विशुद्ध रूप से सैद्धांतिक मान्यताओं के मिश्रण का प्रतिनिधित्व कर सकते हैं। वर्चुअल सेल का उपयोग इंटरनेट पर एक वितरित अनुप्रयोग के रूप में या एक स्वतंत्र अनुप्रयोग के रूप में किया जा सकता है। ग्राफिकल यूजर इंटरफेस जैविक रूप से प्रासंगिक शब्दों में जटिल मॉडलों के निर्माण की अनुमति देता हैः डिब्बे के आयाम और आकार, आणविक विशेषताएँ और अंतःक्रिया मापदंड। वी. सी. एल. जैविक विवरण को विभेदक समीकरणों की समतुल्य गणितीय प्रणाली में परिवर्तित करता है। उपयोगकर्ता सामान्य ग्राफिकल इंटरफेस में योजनाबद्ध जैविक दृष्टिकोण और गणितीय दृष्टिकोण के बीच आगे-पीछे जा सकते हैं। वास्तव में, यदि उपयोगकर्ता चाहते हैं, तो वे योजनाबद्ध दृष्टिकोण को दरकिनार करते हुए सीधे गणितीय विवरण में हेरफेर कर सकते हैं। वीसीएल उपयोगकर्ताओं को गणितीय विवरण को सॉफ्टवेयर कोड में अनुवाद करने के लिए संख्यात्मक समाधानकों का विकल्प देता है जिसे अनुकरण करने के लिए निष्पादित किया जाता है। परिणाम ऑनलाइन प्रदर्शित किए जा सकते हैं, या उन्हें विभिन्न प्रकार के निर्यात प्रारूपों में उपयोगकर्ता के कंप्यूटर पर डाउनलोड किया जा सकता है। वर्चुअल सेल लाइसेंस वैज्ञानिक समुदाय के सभी सदस्यों को मुफ्त पहुँच की अनुमति देता है। उपयोगकर्ता अपने मॉडल को वी. सी. एल. डेटाबेज़ में सेव कर सकते हैं, जिसे यू. कनेक्टिकट के सर्वर पर रखा जाता है। वी. सी. एल. डेटाबेस उपयोगकर्ताओं को अपने मॉडल को निजी बनाए रखने, उन्हें चुनिंदा सहयोगियों के साथ साझा करने या उन्हें सार्वजनिक करने की अनुमति देने के लिए अनुमतियों के साथ एक अभिगम नियंत्रण प्रणाली का उपयोग करता है। वी. सी. ई. एल. वेबसाइट उन मॉडलों की एक खोज योग्य सूची रखती है जो सार्वजनिक हैं और शोध प्रकाशनों से जुड़े हैं। वीसीएल निम्नलिखित विशेषताओं का समर्थन करता हैः "शरीर विज्ञान" के भीतर, मॉडल को प्रतिक्रिया नेटवर्क या प्रतिक्रिया नियमों के रूप में निर्दिष्ट किया जा सकता है। सिमुलेशन को या तो स्थान (स्थानिक सिमुलेशन) पर सांद्रता की भिन्नताओं को हल करने के लिए चुना जा सकता है या डिब्बों (कंपार्टमेंटल सिमुलेशन) में सांद्रता को स्थिर माना जा सकता है। स्थानिक अनुकरण के लिए, ज्यामिति को विश्लेषणात्मक ज्यामिति समीकरणों द्वारा निर्दिष्ट किया जा सकता है, जो सरल आकृतियों के संयोजन से प्राप्त होता है या आयातित छवियों से प्राप्त होता है, जैसे कि 3डी कॉन्फोकल माइक्रोस्कोप स्टैक। नाभिक, माइटोकॉन्ड्रिया, साइटोसोल और बाह्य कोशिकीय जैसे क्षेत्रों में छवि डेटा के 3डी विभाजन के लिए उपयोगितायें प्रदान की जाती हैं। सिमुलेशन यादृच्छिक संख्याओं (नियतात्मक सिमुलेशन) के उपयोग के बिना अंतर समीकरणों के एकीकरण पर आधारित हो सकते हैं या यादृच्छिक घटनाओं (यादृच्छिक सिमुलेशन) पर आधारित हो सकते हैं। सिमुलेशन को विभिन्न प्रकार के सॉल्वरों का उपयोग करके चलाया जा सकता है जिनमें शामिल हैंः 6 साधारण विभेदक समीकरण (ओडीई) सॉल्वर, 2 आंशिक विभेदक समीकरण (पीडीई) सॉल्वर, 4 गैर-स्थानिक यादृच्छिक सॉल्वर और यादृच्छिक स्थानिक सिमुलेशन के लिए स्मोल्डिन। वी. सी. एल. उन स्थितियों के लिए एक संकर नियतात्मक/यादृच्छिक स्थानिक समाधानक भी प्रदान करता है जहां कुछ प्रजातियां कम प्रतिलिपि संख्या में मौजूद होती हैं और अन्य उच्च प्रतिलिपि संख्या में मौजूद होती हैं। हाल ही में, एक नेटवर्क मुक्त समाधानकर्ता, एन. एफ. एस. आई. एम., को बड़े संयुक्त रूप से जटिल नियम-आधारित मॉडल के यादृच्छिक अनुकरण के लिए उपलब्ध कराया गया था। अधिकांश समाधानकर्ताओं को स्थानीय रूप से चलाया जा सकता है, सभी समाधानकर्ताओं को वीसीएल सर्वर पर दूरस्थ रूप से चलाया जा सकता है। कम्पार्टमेंटल नियतात्मक मॉडलों के लिए, प्रायोगिक डेटा को फिट करने के लिए सर्वोत्तम पैरामीटर मूल्यों का अनुमान COPASI सॉफ्टवेयर सिस्टम द्वारा विकसित एल्गोरिदम का उपयोग करके लगाया जा सकता है। ये उपकरण वीसीएल में उपलब्ध हैं। मॉडल और सिमुलेशन सेटअप (तथाकथित अनुप्रयोग) को स्थानीय फाइलों में वर्चुअल सेल मार्कअप लैंग्वेज (वी. सी. एम. एल.) के रूप में संग्रहीत किया जा सकता है या वी. सी. एल. डेटाबेस में दूरस्थ रूप से संग्रहीत किया जा सकता है। मॉडलों को सिस्टम बायोलॉजी मार्कअप लैंग्वेज (एस. बी. एम. एल.) के रूप में आयात और निर्यात किया जा सकता है मॉडल बनाने और व्याख्या करने के लिए जैविक मार्गों को जैविक मार्ग विनिमय (बायोपैक्स) के रूप में आयात किया जा सकता है। जैविक और संबंधित डेटा स्रोत वीसीएल उपयोगकर्ताओं को मॉडल बनाने और टिप्पणी करने में मदद करने के लिए विभिन्न स्रोतों तक एकीकृत पहुंच की अनुमति देता हैः वीसीएल डेटाबेस में संग्रहीत मॉडल को उनके लेखकों द्वारा कुछ उपयोगकर्ताओं (साझा) या सभी उपयोगकर्ताओं (सार्वजनिक) के लिए सुलभ बनाया जा सकता है। वी. सी. ई. एल. बायोमॉडल डेटाबेस से मॉडल आयात कर सकता है। जैविक मार्गों को पाथवे कॉमन्स से आयात किया जा सकता है। मॉडल तत्वों को पब्ड यूनीप्रोट (प्रोटीन) केईजीजी (प्रतिक्रियाएं और प्रजातियां) जीनऑन्टोलॉजी (प्रतिक्रियाएं और प्रजातियां), रिएक्टोम (प्रतिक्रियाएं और प्रजातियां) और सीएचईबीआई (ज्यादातर छोटे अणु) से आईडी के साथ एनोटेट किया जा सकता है। वर्चुअल सेल का विकास कनेक्टिकट स्वास्थ्य केंद्र विश्वविद्यालय में आर. डी. बर्लिन सेंटर फॉर सेल एनालिसिस एंड मॉडलिंग में किया जा रहा है। टीम को मुख्य रूप से राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थानों के माध्यम से अनुसंधान अनुदान के माध्यम से वित्त पोषित किया जाता है। सिस्टम बायोलॉजी मॉडलिंग सॉफ्टवेयर संदर्भों की सूची भी देखें बाहरी लिंक वीसीएल होम पेज वीसीएल डाउनलोड वीसीएल उपयोगकर्ता मंच वीसीएल प्रकाशनों में मॉडल यूट्यूब पर वीसीएल का उपयोग करने के बारे में ट्यूटोरियल। गिटहब गणितीय और सैद्धांतिक जीव विज्ञान प्रणाली जीव विज्ञान पर स्रोत कोड संख्यात्मक सॉफ्टवेयर संख्यात्मक विभेदक समीकरण मुक्त विज्ञान सॉफ्टवेयर