Auf dem Weg zu komplexen Simulationen
EML Research (Heidelberg) und VBI (Virginia, USA) stellen COPASI vor: Eine Simulationssoftware für die Modellbildung von biochemischen und Systembiologie-Netzwerken
Heidelberg/Blacksburg. Die Forschungsinstitute EML Research, Heidelberg, und Virginia Bioinformatics Institute (VBI) at Virginia Tech, USA, haben jetzt offiziell die Simulationssoftware COPASI veröffentlicht.
COPASI (COmplex PAthway SImulator) integriert eine Vielzahl von Methoden zur Simulation und Analyse und leistet damit weit mehr als bisher verfügbare Programme. Die Software versetzt Forscher in die Lage zu untersuchen, wie die komplexen Stoffwechselvorgänge in der Zelle funktionieren. Dazu können sie biochemische Modelle erstellen, experimentelle Ergebnisse in der Simulation nachvollziehen und die Gültigkeit des gewählten Modells begründen überprüfen. COPASI unterstützt die Systembiologie-Standardsprache SBML (Systems Biology Markup Language).
Für akademische, gemeinnützige Zwecke kann die Software von http://www.copasi.org heruntergeladen werden. Lizenzen für industrielle Nutzung können erworben werden.
"Simulation und Modellierung werden als Werkzeuge in der Systembiologieforschung immer wichtiger", so Dr. Ursula Kummer, Gruppenleiterin bei EML Research. "Damit können physikalische und chemische Beschränkungen ebenso getestet werden wie die Plausibilität vieler biochemischer Reaktionen."
COPASI erleichtert die Modellierung, indem es dem Nutzer hilft, die Sprache der Chemie - Reaktionen - in die Sprache der Mathematik - Matrices und Differentialgleichungen - zu übertragen. Das benutzerfreundliche Interface ist mit einer Reihe von ausgeklügelten Algorithmen verknüpft, die dafür sorgen, dass die Ergebnisse schnell und akkurat ermittelt werden. COPASI simuliert die Kinetik biochemischer Reaktionen und stellt zahlreiche Werkzeuge bereit, um die Modelle den Daten anzupassen, alle Funktionen eines Modells zu optimieren und eine Kontrollanalyse des Stoffwechsels sowie eine lineare Stabilitätsanalyse vorzunehmen.
"Die erste offizielle Veröffentlichung von COPASI bedeutet einen wichtigen Meilenstein für das Vorhaben, eine umfassende Softwarelösung für Modellieren und Simulation in den Lebenswissenschaften bereit zu stellen", erklärt Prof. Pedro Mendes, Projektleiter am VBI. "COPASI ist der Höhepunkt einer sechsjährigen Entwicklungszeit, in der wir gemeinsam daran gearbeitet haben, ein Instrument zu fertigen, das der Lebenswissenschaftler wirklich gebrauchen kann. Künftig wollen wir COPASI zu einem mächtigen Werkzeug entwickeln, das jeder Biologe nutzen kann, nicht nur Experten in Systembiologie."
So soll COPASI auch zum besseren Verständnis beitragen, wie äußere Faktoren, beispielsweise Medikamente, die Stoffwechselsysteme beeinflussen.
Über COPASI
COPASI (Complex Pathway Simulator) ist ein Softwarepaket für die Simulation und detaillierte Analyse von biochemischen Netzwerken. Das Paket ist für die Betriebssysteme Windows, Macintosh, Linux und Solaris erhältlich. Es basiert auf der Software Gepasi, die Pedro Mendes entwickelte, und der STODE Software, die am EML Research entwickelt wurde.Hauptentwickler von COPASI sind Dr. Stefan Hoops (VBI) und Dr. Sven Sahle (EML Research) sowie Ralph Gauges (EML Research).
COPASI enthält einen Modellierungs-Editor, verschiedene Simulationstechniken (zum Beispiel deterministisch und stochastisch), Optimierungsprogramme, Sensitivitätsanalyse und benutzerfreundliche Visualisierungstechniken.
Die EML Research gGmbH (http://www.eml-research.de) ist ein gemeinnütziges Forschungsinstitut für Grundlagenforschung in der angewandten Informatik. Ein Hauptschwerpunkt der Forschung liegt in der Bioinformatik. Die Forscher arbeiten eng mit Universitäten und anderen Forschungsinstituten zusammen. Die EML Research gGmbH wird von der Klaus Tschira Stiftung gGmbH (KTS) (www.kts.villa-bosch.de) gefördert. Das Institut bearbeitet unter anderem Forschungsprojekte der Europäischen Union, der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF). EML Research ist Partner des ersten deutschen Zentrums für Modellierung und Simulation in den Biowissenschaften (BIOMS), Heidelberg (www.bioms.de).
Das Virginia Bioinformatics Institute (VBI) an der Virgina Tech (http://www.bioinformatics.vt.edu) konzentriert seine Forschung darauf, das Zusammenspiels von Wirt, Erreger und Umwelt bei Pflanzen, Menschen und Tieren zu verstehen. Mit innovativen Methoden und einem interdisziplinären bioinformatischen Ansatz arbeiten die VBI-Forscher an einigen der größten Herausforderungen in der Biomedizin, der Umwelt- und der Pflanzenforschung.
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- http://www.copasi.org Website von COPASI
