Global Sources
電子工程專輯
 
電子工程專輯 > EDA/IP
 
 
EDA/IP  

未來EDA工具可望在合成生物學領域大顯身手

上網時間: 2007年06月22日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:合成生物學  EDA  幹細胞 

21世紀的合成生物學(Synthetic biology)在美國的設計自動化會議(Design Automation Conference,DAC)上成為焦點議題之一,未來的EDA工具可望在此一領域大顯身手。

在DAC中一個有關合成生物學的小組會議上,來自美國普林斯頓大學電機工程和分子生物系(the department of electrical engineering and molecular biology at Princeton University)的研究人員Ron Weiss透露,該研究團隊已經開發了一個整合性的運算/實驗方法,可用以操控包括細菌幹細胞(bacteria stem cells)在內的生物系統複雜行為。

Weiss詳細介紹其研究團隊如何利用電機工程和其他學科的設計方法,如抽象、標準化、模組化和電腦輔助設計。他透露:「我們將細胞當作一種“可程式物質('programmable matter')?,透過基因工程為細胞配備新的複雜功能,進行基因調控、資訊處理和通訊。這些新功能作為合成生物學的催化劑,是一種能像電腦程式化一樣對細胞行為進行編程的新興學科。

在研究中,Weiss和同事使用了抽象、合成、介面規格等電腦工程原理,建構了透過類比或數位電路精確控制、配備感測器與致動器(actuator)的可程式有機體(programmable organisms)。基因重組體(Recombinant DNA-binding)的蛋白質代表訊號,並透過蛋白質符號的調控來執行運算。

Weiss表示,該團隊已經建構了合成基因網路,並在各種細胞類型中實現了生化邏輯電路,包括大腸桿菌(Escherichia coli)、釀酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae),以及哺乳動物幹細胞。電路中包含了各種數位和類比元件,如AND、NOT、IMPLIES邏輯閘和類比訊號放大器等。

最近Weiss和他的團隊並獲得了透過幹細胞分化(stem cell differentiation)來達成的精確時空控制(spatiotemporal control)。他們為架構一個可透過基因方法操控幹細胞,使胰臟幹細胞能即使在免疫系統的衝擊下仍能維持理想狀態的人工生物組織內部平衡系統(artificial tissue homeostasis system),邁出了第一步。

Weiss表示,該系統仰賴人工化的細胞與細胞間通訊,以及beta細胞內不同的控制網路與程式分化,未來可望在糖尿病的治療上有所助益。

而來自杜克大學基因科學與策略研究所(Genome Sciences & Policy at Duke University)的研究人員Lingchong You,則在會議上分享該團隊針對細菌進行重新編程以做為治療藥劑的成果;該技術可用於傳送藥物,或者選擇性地殺死腫瘤細胞。

為了達成以上目標,細菌的動態必須能被精確地控制,包括在不同環境狀態下的生長、死亡以及聚集。而透過實驗,You的團隊已經研究出一套方案,可透過操控大腸桿菌中的一連串殺手級電路(killer circuits)達成以上的控制。

來自加州大學舊金山分校(University of California in San Francisco)的研究人員Jeffrey Tabor,則對活體細胞的基因組進行重新編程,建構大規模平行生物電腦,能夠以每平方英吋超過100megapixels的理論精密度處理2D圖像。

(參考原文:EDA methodologies aid biological research)

(Nicolas Mokhoff)




投票數:   加入我的最愛
我來評論 - 未來EDA工具可望在合成生物學領域大顯...
評論:  
*  您還能輸入[0]個字
*驗證碼:
 
論壇熱門主題 熱門下載
 •   將邁入40歲的你...存款多少了  •  深入電容觸控技術就從這個問題開始
 •  我有一個數位電源的專利...  •  磷酸鋰鐵電池一問
 •   關於設備商公司的工程師(廠商)薪資前景  •  計算諧振轉換器的同步整流MOSFET功耗損失
 •   Touch sensor & MEMS controller  •  針對智慧電表PLC通訊應用的線路驅動器
 •   下週 深圳 llC 2012 關於PCB免費工具的研討會  •  邏輯閘的應用


EE人生人氣排行
 
返回頁首