Robusta computación multicelular que utiliza puertas NOR genéticamente codificadas y "cables" químicos.

Área de la Ciencia:

• Biología sintética Biología sintética.
• Biología computacional Biología computacional.
• La ingeniería microbiana es la ingeniería microbiana.

Sus antecedentes:

• La organización y el desarrollo celular dependen de la computación y la comunicación célula-célula.
• Las bacterias en las biopelículas exhiben patrones emergentes de operaciones individuales simples.

Objetivo del estudio:

• Para diseñar un circuito genético en E. coli capaz de complejos cálculos espaciales.
• Para utilizar la detección de quórum como un mecanismo de comunicación para las puertas lógicas biológicas.

Principales métodos:

• Construyó una puerta lógica NOR utilizando promotores en tándem y un sistema represor en Escherichia coli.
• Dispositivos integrados de emisor y receptor ortogonales de detección de quórum para conectar puertas lógicas.
• Colonias bacterianas dispuestas espacialmente para crear diversas funciones computacionales.

Principales resultados:

• Produjo con éxito todas las puertas lógicas de dos entradas posibles, incluidas las funciones XOR y EQUALS.
• Demostró respuestas robustas y fuertes con cambios de 5 a >300 veces entre estados.
• Las moléculas de detección de quórum sirvieron efectivamente como cables de comunicación entre las puertas diseñadas.

Conclusiones:

• Puertas de lógica genética simples se pueden combinar para realizar cálculos complejos en el espacio.
• Recablear la comunicación célula-célula es una estrategia viable para diseñar diversos cálculos biológicos.
• Este trabajo proporciona principios de diseño para aprovechar la computación celular en biología sintética.