E-Cell System: Basic Concepts and Applications

رشته بین رشته ای زیست شناسی سیستم های مولکولی با هدف درک رفتار و مکانیسم های فرآیندهای بیولوژیکی متشکل از اجزای مولکولی منفرد است. همانطور که اطلاعات کمی و کیفی بیشتری از فرآیندهای پیچیده درون سلولی به دست می‌آوریم، مدل‌سازی و شبیه‌سازی بیوشیمیایی نه تنها برای کشف مکانیسم‌های مولکولی فرآیندها، بلکه برای انجام پیش‌بینی‌های مفید ضروری می‌شود. برای این منظور، E-Cell System، یک پلتفرم شبیه‌سازی شی گرا چند الگوریتمی، چند زمانه، می‌تواند برای ساختن سیستم‌های بیولوژیکی مجازی پیش‌بینی‌کننده استفاده شود. شبکه‌های تنظیم‌کننده ژن و بیوشیمیایی که یک سیستم سلولی فرعی یا کامل را تشکیل می‌دهند، می‌توانند با استفاده از E-Cell System برای انجام آنالیزهای کمی و کیفی ساخته شوند. هدف E-Cell System: Basic Concepts and Applications ارائه راهنمای جامع برای E-Cell System نسخه 3 از نظر ویژگی های نرم افزار و استفاده از آن است. در حالی که دفترچه راهنمای کاربر محیط شبیه سازی سلول الکترونیکی نسخه 3 در دسترس عموم، جزئیات فنی ساخت مدل و اسکریپت نویسی را ارائه می دهد، برخی از مفاهیم اساسی سیستم سلول الکترونیکی را توصیف نمی کند. بخش اول کتاب با ارائه مفاهیم اولیه مدل‌سازی و شبیه‌سازی با سیستم سلول الکترونیکی به این موضوع می‌پردازد.

The interdisciplinary field of molecular systems biology aims to understand the behavior and mechanisms of biological processes composed of individual molecular components. As we gain more qualitative and quantitative information of complex intracellular processes, biochemical modeling and simulation become indispensable not only to uncover the molecular mechanisms of the processes, but to perform useful predictions. To this end, the E‑Cell System, a multi‑algorithm, multi‑timescale object‑oriented simulation platform, can be used to construct predictive virtual biological systems. Gene regulatory and biochemical networks that constitute a sub‑ or a whole cellular system can be constructed using the E‑Cell System to perform qualitative and quantitative analyses. The purpose of E‑Cell System: Basic Concepts and Applications is to provide a comprehensive guide for the E‑Cell System version 3 in terms of the software features and its usage. While the publicly available E‑Cell Simulation Environment version 3 User's Manual provides the technical details of model building and scripting, it does not describe some of the underlying concepts of the E‑Cell System. The first part of the book addresses this issue by providing the basic concepts of modeling and simulation with the E‑Cell System.