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J-GLOBAL ID：201802261275563869   整理番号：18A0706911

任意の生化学反応ネットワークのシミュレーションのためのディジタルプログラム可能な細胞形態チップ【JST・京大機械翻訳】

A Digitally Programmable Cytomorphic Chip for Simulation of Arbitrary Biochemical Reaction Networks

著者 (3件)： Woo Sung Sik (Department of Electrical Engineering and Computer Science, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA, USA) ,  Kim Jaewook (Thayer School of Engineering, Dartmouth College, Hanover, NH, USA) ,  Sarpeshkar Rahul (Departments of Engineering, Microbiology & Immunology, and Physics, Dartmouth College, Hanover, NH, USA)
資料名： IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems  (IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems)
巻： 12  号： 2  ページ： 360-378  発行年： 2018年 
JST資料番号： W1885A  ISSN： 1932-4545  CODEN： ITBCCW  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 以前の研究は,コンパクトなアナログ回路が効率的な対数領域の細胞型トランジスタ等価回路を介して基本的な生体分子回路を忠実に表現し,モデル化できることを示している。このような回路は,遺伝的転写および翻訳ネットワークおよびデオキシリボ核酸(DNA)-蛋白質結合において支配的な基礎機能を強調している。ここでは,任意の生化学的反応ネットワークが正確に表現され,蛋白質ネットワークのコンパクトで容易な構成を可能にする,ディジタルプログラマブル0.35μm BiCMOSアナログ細胞型チップを特徴とするシステムを報告する。すべての生体分子ネットワークは化学反応ネットワークとして表すことができるので,著者らの蛋白質ネットワークは特別な場合として以前の遺伝的ネットワーク回路も含んでいる。細胞型アナログ蛋白質回路は,負荷,動力学,非線形性,および他のビルディングブロック回路との相互作用を含む任意のゼロ,一次および二次反応を正確に表現するために,ディジタル的に構成できる一つの基本的な結合解離劣化構成ブロック回路を使用する。チップ製造プロセスにおけるランダムな変化によって引き起こされる発散問題を扱うために,著者らは,回路とネットワークレベルの両方において著者らが具体化する,全変数と保存則に基づく計算を実行するユニークな方法を提案した。したがって,無限時間にわたる有限誤差で動作するスケーラブルシステムを構築できる。著者らは,構成ブロック回路が,全変数を用いて,カスケード,ファンアウト,ファンイン,ループ,二量化,または任意のネットワークのような様々なネットワークトポロジーを形成するためにどのように構成できるかを示した。相互作用する細胞型チップを組み合わせて癌経路と解糖経路をシミュレートするシステムからの結果を示した。両シミュレーションは従来のソフトウェアシミュレーションと一致した。著者らの高度に並列なディジタルプログラマブルアナログ細胞型システムは,システムおよび合成生物学における任意の大規模生物学的ネットワークを研究するための有用な設計,解析およびシミュレーションツールを導くことができる。Copyright 2018 The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. All Rights reserved. Translated from English into Japanese by JST【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *ディジタル方式 ,  非線形性 ,  タンパク質結合 ,  アナログ系 ,  ネットワーク構造 ,  等価回路 ,  DNA【核酸】 ,  タンパク質 ,  *ネットワーク ,  相互作用 ,  モデリング ,  生産工程 ,  *シミュレーション ,  *生化学
準シソーラス用語： 生体分子 ,  細胞型 , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (5件)： 集積回路一般  (NC03161C) ,  ゲーム理論  (KA03060T) ,  化学合成  (EB03030J) ,  生物学的機能  (EB03040U) ,  論理代数  (JB03000H)

タイトルに関連する用語 (4件)： 化学反応 ,  シミュレーション ,  ディジタル ,  細胞形態