會(huì)員.png)
QQ交談
您所在位置：請(qǐng)輸入產(chǎn)品關(guān)鍵字：
郵編：200431
聯(lián)系人：王小姐
電話：021-56640936
傳真：021-33250231
手機(jī)：13122441390 15900755943
留言：發(fā)送留言
個(gè)性化：www.shifengsj.com
網(wǎng)址：www.shfeng-edu.com
商鋪：http://sorrent.com.cn/st236594/
上海士鋒生物科技關(guān)于新型細(xì)菌細(xì)胞計(jì)算器的介紹
點(diǎn)擊次數(shù)：1003 發(fā)布時(shí)間：2013-5-22
根據(jù)論文兩名通信作者Rahul Sarpeshkar和Timothy Lu的說法，這些運(yùn)算電路利用已存在于細(xì)胞中的自然生化功能而不是對(duì)它們進(jìn)行過數(shù)字邏輯改造,，從而以一種模擬的方式進(jìn)行計(jì)算,，這就使得它們比大多數(shù)合成生物學(xué)家們所追求的數(shù)字電路更加。
研究人員說,，模擬計(jì)算特別適合于設(shè)計(jì)針對(duì)病原體或其他分子的細(xì)胞傳感器,。模擬傳感（analog sensing）也可能與數(shù)字電路相結(jié)合來構(gòu)建出發(fā)揮特異性功能的細(xì)胞，其中這種特異性功能是由某些分子的閾值濃度所觸發(fā)的,。
Lu說,，“人們能夠利用模擬電路開展許多前期檢測(cè)，這是因?yàn)樗鼈兎浅ＸS富,，而且只需相對(duì)較少的零件就能夠賦予很大的復(fù)雜性,，因而利用一個(gè)電路輸出結(jié)果就可作出決定，對(duì)不對(duì)?”
執(zhí)行數(shù)學(xué)運(yùn)算
為了構(gòu)建出能夠計(jì)算細(xì)胞中的兩個(gè)或多個(gè)化合物總數(shù)量的模擬加法或乘法電路,，研究人員將兩個(gè)模擬電路組合在一起,，其中每個(gè)電路對(duì)應(yīng)于一個(gè)不同的輸入。在一個(gè)電路中,，阿拉伯糖開啟一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)從而激活表達(dá)綠色熒光蛋白（green fluorescent protein, GFP）的基因,。在第二個(gè)電路中,，一種被稱作AHL的信號(hào)分子也開啟表達(dá)GFP的基因。通過計(jì)算GFP的總量,，就可計(jì)算出兩個(gè)輸入的總量,。
為了構(gòu)建出減法或除法電路，研究人員利用一個(gè)抑制性的轉(zhuǎn)錄因子來替換其中一個(gè)激活性的轉(zhuǎn)錄因子,，當(dāng)這個(gè)抑制性的輸入分子存在時(shí),，就會(huì)關(guān)閉GFP表達(dá)。他們也構(gòu)建出只需兩個(gè)零件的模擬平方根電路,，而zui近有人設(shè)計(jì)出執(zhí)行平方根運(yùn)算的數(shù)字合成電路則需要100多個(gè)零件,。
研究人設(shè)計(jì)出的另一個(gè)模擬電路能夠通過計(jì)算兩個(gè)不同輸入分子的比值來執(zhí)行除法運(yùn)算。細(xì)胞本身就經(jīng)常執(zhí)行這類運(yùn)算,，并且這類運(yùn)算在監(jiān)控諸如NAD和NADH之類的分子的相對(duì)濃度中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用,。NAD和NADH經(jīng)常相互轉(zhuǎn)換，這是因?yàn)樗鼈儏f(xié)助其他的細(xì)胞反應(yīng)發(fā)生,。
Lu說,，“這種比值在控制許多種細(xì)胞過程中發(fā)揮著重要作用。細(xì)胞自然地?fù)碛心軌蜃R(shí)別這些比值的酶,。細(xì)胞本身就已能夠完成許多種這些過程,，但是對(duì)細(xì)胞而言，若要在一種有用的范圍內(nèi)執(zhí)行它們則需要額外的工程手段,。”
這些額外的工程手段包括修改這些模擬電路,，這樣它們就能夠接受1到10000的范圍內(nèi)的輸入進(jìn)行計(jì)算，這遠(yuǎn)比細(xì)胞中自然發(fā)生的電路的計(jì)算范圍寬得多,。
研究人員如今正在嘗試著在包括哺乳動(dòng)物細(xì)胞在內(nèi)的非細(xì)菌細(xì)胞中構(gòu)建模擬電路,。他們也正在努力擴(kuò)大能夠整合到這些模擬電路中的基因零件庫。Lu說,，“就目前而言,，我們正在使用三個(gè)在生物學(xué)上經(jīng)常使用的轉(zhuǎn)錄因子，但是我們想使用其他的基因零件來完成這種工作,，并且讓這種可推廣的平臺(tái)能夠?yàn)槠渌魏稳怂褂谩?rdquo;
Sarpeshkar實(shí)驗(yàn)室正在細(xì)胞中進(jìn)一步構(gòu)建新的模擬電路,。Sarpeshkar說，“對(duì)于復(fù)雜的模擬反饋電路在活細(xì)胞中能夠發(fā)揮哪些作用,，我們也只知皮毛,。”他認(rèn)為這種被稱作模擬合成生物學(xué)（analog synthetic biology）的新方法將能夠構(gòu)建出一套新的基本電路和應(yīng)用電路，從而能夠顯著性地改善對(duì)基因表達(dá),、分子傳感,、計(jì)算和刺激的微調(diào)控