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一种用于多细胞重组酶逻辑的自动化设计框架。

An Automated Design Framework for Multicellular Recombinase Logic.

作者信息

Guiziou Sarah, Ulliana Federico, Moreau Violaine, Leclere Michel, Bonnet Jerome

机构信息

Centre de Biochimie Structurale (CBS), INSERM U1054 , CNRS UMR5048, University of Montpellier , 34090 Montpellier , France.

Laboratoire d'Informatique, de Robotique et de Microelectronique de Montpellier (LIRMM) , CNRS UMR 5506, University of Montpellier , 34090 Montpellier , France.

出版信息

ACS Synth Biol. 2018 May 18;7(5):1406-1412. doi: 10.1021/acssynbio.8b00016. Epub 2018 May 4.

DOI:10.1021/acssynbio.8b00016
PMID:29641183
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5962929/
Abstract

Tools to systematically reprogram cellular behavior are crucial to address pressing challenges in manufacturing, environment, or healthcare. Recombinases can very efficiently encode Boolean and history-dependent logic in many species, yet current designs are performed on a case-by-case basis, limiting their scalability and requiring time-consuming optimization. Here we present an automated workflow for designing recombinase logic devices executing Boolean functions. Our theoretical framework uses a reduced library of computational devices distributed into different cellular subpopulations, which are then composed in various manners to implement all desired logic functions at the multicellular level. Our design platform called CALIN (Composable Asynchronous Logic using Integrase Networks) is broadly accessible via a web server, taking truth tables as inputs and providing corresponding DNA designs and sequences as outputs (available at http://synbio.cbs.cnrs.fr/calin ). We anticipate that this automated design workflow will streamline the implementation of Boolean functions in many organisms and for various applications.

摘要

用于系统地重新编程细胞行为的工具对于应对制造、环境或医疗保健等紧迫挑战至关重要。重组酶可以在许多物种中非常高效地编码布尔逻辑和历史依赖逻辑,但目前的设计是逐案进行的,限制了它们的可扩展性,并且需要耗时的优化。在这里,我们展示了一种用于设计执行布尔函数的重组酶逻辑装置的自动化工作流程。我们的理论框架使用分布在不同细胞亚群中的简化计算设备库,然后以各种方式组合这些设备,以在多细胞水平上实现所有所需的逻辑功能。我们称为CALIN(使用整合酶网络的可组合异步逻辑)的设计平台可通过网络服务器广泛访问,以真值表作为输入,并提供相应的DNA设计和序列作为输出(可在http://synbio.cbs.cnrs.fr/calin获取)。我们预计,这种自动化设计工作流程将简化许多生物体中布尔函数的实现以及各种应用。

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