COPASI software for modeling and simulation of biochemical networks

用于生化网络建模和仿真的 COPASI 软件

• 批准号: 9339693
• 负责人: Stefan Hoops
• 金额: $ 46.76万
• 依托单位: VIRGINIA POLYTECHNIC INST AND ST UNIV
• 依托单位国家: 美国
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 美国
• 起止时间: 2007-09-01 至 2020-07-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://reporter.nih.gov/project-details/9339693
• 关键词: Address; Adoption; Algorithms; Area; Biochemical; Biomedical Research; Cell model; Cells; Code; Collaborations; Communities; Computer Simulation; Computer software; Data; Databases; Development; Differential Equation; Disease; Disease model; Drug Design; Education; Educational workshop; Ensure; Equilibrium; Event; Feedback; Funding; Health; Hybrids; International; Internet; Investments; Java; Knowledge Discovery; Language; Letters; Licensing; Maintenance; Mathematics; Methods; Modeling; Molecular; Online Systems; Process; Publications; Pythons; Reproducibility; Research; Research Personnel; Resources; Software Engineering; Statistical Distributions; System; Testing; Time; Tissues; Training; Visual; Whole Organism; application programming interface; base; cluster computing; complex biological systems; cost; experience; graphical user interface; human disease; improved; innovation; interoperability; models and simulation; open source; outreach; outreach program; personalized medicine; portability; programs; simulation; symposium; tool; trend; usability; web site

PROJECT SUMMARY  Biomedical  research  is  becoming  increasingly  dependent  on  construction  and  simulation  of  computational  models. Arguably this will be even more the case with the development of personalized medicine. However,  the technical aspects of modeling and simulation are overwhelming to many biomedical researchers. What is  needed is a software application capable of providing the appropriate numerical algorithms, but shielded by a  user  interface  that  aides  the  biomedical  researcher  in  conducting  the  required  simulations.  Modeling  and  simulation  can  be  applied  at  the  level  of  molecules,  their  networks,  cells,  tissues  and  whole  organisms.  Sometimes several of these levels have to be represented in order to properly predict and understand health  and  disease.  Thus  models  are  becoming  larger,  multiscale,  and  require  various  different  mathematical  frameworks  for  simulation.  We  propose  to  address  this  need  with  continuing  development  of  the  COPASI  software, which is already widely used in the biomedical research community, addressing the current trends.  This project will also provide support to the vibrant community of COPASI users/biomedical researchers. We  will address this with the following Specific Aims:  Aim 1. Add new numerical simulation and analysis methods to further support biomedical research. We will  develop  and  add  new  hybrid  simulation  algorithms  to  address  models  that  require  some  of  its  parts  to  be  simulated in different frameworks. We will add a new task to analyze parameter identifiability, which is very  useful for finding out if the model and data are matched, or improvements need to be made in both.  Aim 2. Improve COPASI’s user interface and the interfaces with other software. We will improve the graphical  user  interface  to  allow  it  to  efficiently  manipulate  very  large  models.  We  will  create  a  new  programming  interface so that others can easily use COPASI’s functions from other programs.   Aim 3. Software maintenance and standards compliance. We will continue to maintain the software, correcting  errors and making improvements, guided by feedback collected from its users. We will continue to implement  standards compliance to ensure the software is interoperable with other applications.  Aim  4.  Support  the  modeling  community.  We  will  continue  outreach  program  activities  aimed  helping  biomedical researchers make full use of the software’s capabilities. This includes continuing to offer tutorials,  courses, and workshops; to create further training videos and to maintain a web­based discussion group.

项目摘要 生物医学研究正变得越来越依赖于计算机的构建和模拟。 模型。可以说，随着个性化医疗的发展，情况将更加如此。然而， 建模和仿真的技术方面对许多生物医学研究人员来说是压倒性的。 所需要的是能够提供适当的数值算法的软件应用程序，但是被 用户界面，帮助生物医学研究人员进行所需的模拟。建模和 模拟可以应用于分子、其网络、细胞、组织和整个生物体的水平。 有时，为了正确预测和理解健康状况，必须代表其中的几个水平 因此，模型变得越来越大，多尺度，需要各种不同的数学模型。 我们建议通过继续开发COPASI来满足这一需求 软件，这是已经在生物医学研究界广泛使用，解决目前的趋势。 该项目还将为COPASI用户/生物医学研究人员的活跃社区提供支持。 将通过以下具体目标解决这一问题： 目标1.增加新的数值模拟和分析方法，以进一步支持生物医学研究。我们将 开发和添加新的混合仿真算法，以解决需要其部分被 我们将增加一个新的任务来分析参数的可识别性，这非常 这对于发现模型和数据是否匹配，或者两者都需要改进很有用。 目标2.改进COPASI的用户界面和与其它软件的接口。 用户界面，使其能够有效地操纵非常大的模型。我们将创建一个新的编程 接口，以便其他人可以很容易地从其他程序使用COPASI的功能。 目标3.软件维护和标准合规。我们将继续维护软件，纠正 错误和改进，从用户收集的反馈意见的指导。我们将继续实施 符合标准，以确保软件与其他应用程序的互操作性。 目标4.支持模特社区。我们将继续开展旨在帮助 生物医学研究人员充分利用该软件的功能。这包括继续提供教程， 培训班和讲习班，以制作更多的培训视频，并维持一个基于网络的讨论组。