COPASI software for modeling and simulation of biochemical networks

Virginia Polytechnic Inst And St Univ, Blacksburg VA

Investigators

Linked publications & trials

Abstract

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.