O Cultivo in silico iniciativa, co-liderada por in silico Os editores de plantas, Stephen Long e Amy Marshall-Colón, propõem que os modelos multiescala 'têm o potencial de preencher detalhes mecanísticos ausentes e gerar novas hipóteses para priorizar os esforços de engenharia direcionados' em ciência vegetal.
Uma revisão de membros de SynthSys, o Centro de Biologia Sintética e de Sistemas na Universidade de Edimburgo, fornece passos práticos para a integração do modelo para alcançar o Crops in silico aplicando abordagens de Biologia de Sistemas.
Cultivo in silico visa vincular várias abordagens atuais, como modelos de planta funcional-estrutural que possuem resolução espacial em escala de órgão e modelos de cultivo baseados em processos com menor resolução espacial. A integração de modelos multiescala “tem o potencial de preencher detalhes mecanísticos ausentes e gerar novas hipóteses para priorizar os esforços de engenharia direcionados. Os resultados acelerarão potencialmente a melhoria do rendimento das culturas, a sustentabilidade e aumentarão a segurança alimentar futura”.
Vincular esses modelos é um desafio porque diversos modelos em biologia vegetal são “tão naturais em um organismo digital quanto os muitos processos biológicos que contribuem para um organismo físico (ou as muitas perspectivas de pesquisa para entendê-lo)”. A diversidade vem em duas formas. Primeiro, há muitas abordagens de modelagem diferentes (por exemplo, baseadas em restrições, quantitativas e gráficas). Em segundo lugar, e mais importante, esta iniciativa envolverá cientistas além das fronteiras de campos anteriormente separados e esforços isolados. Consequentemente, os modelos candidatos são tão sem lei quanto o Velho Oeste: não há linguagem de script estabelecida, convenções de programação, padrões de modelagem ou repositórios de modelos.
Atualmente, duas abordagens extremas estão sendo adotadas para vincular diversos modelos: (1) reescrever todos os modelos em uma linguagem de modelagem comum e (2) conceber um sistema de integração que vincule os modelos em suas diversas formas nativas, como "caixas pretas" fracamente acopladas. '
A organização formal de uma comunidade interdisciplinar reduziria a ilegalidade e aceleraria o processo de integração do modelo. O estabelecimento de padrões comunitários, como a adoção de SBML, um padrão para modelos quantitativos e baseados em restrições, permitiria o uso de repositórios online existentes e ferramentas de software que usam o formato padrão como entrada e/ou saída. A comunidade se beneficiaria de modelos, ferramentas e recursos de dados compartilhados, guiados pelo emprego de práticas de Ciência Aberta e/ou seguindo 'Princípios orientadores da FAIR para gerenciamento e administração de dados científicos' – uma iniciativa para tornar os dados Localizáveis, Acessíveis, Interoperáveis e Reutilizáveis.
