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J-GLOBAL ID：202002228137130959   整理番号：20A2138551

転写合成回路によるブール関数の分散実装【JST・京大機械翻訳】

Distributed Implementation of Boolean Functions by Transcriptional Synthetic Circuits

著者 (8件)： Al-Radhawi M. Ali (Department of Electrical and Computer Engineering, Northeastern University, Massachusetts, United States) ,  Tran Anh Phong (Department of Chemical Engineering, Northeastern University, Massachusetts, United States) ,  Ernst Elizabeth A. (Department of Mathematics, Statistics, and Computer Science, Macalester College, Minnesota, United States) ,  Chen Tianchi (Department of Bioengineering, Northeastern University, Massachusetts, United States) ,  Voigt Christopher A. (Department of Biological Engineering, Massachusetts Institute of Technology, Massachusetts, United States) ,  Sontag Eduardo D. (Department of Electrical and Computer Engineering, Northeastern University, Massachusetts, United States) ,  Sontag Eduardo D. (Department of Bioengineering, Northeastern University, Massachusetts, United States) ,  Sontag Eduardo D. (Laboratory of Systems Pharmacology, Program in Therapeutic Science, Harvard Medical School, Massachusetts, United States)
資料名： ACS Synthetic Biology  (ACS Synthetic Biology)
巻： 9  号： 8  ページ： 2172-2187  発行年： 2020年 
JST資料番号： W5048A  ISSN： 2161-5063  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： 2000年代初期に始まり,特定の論理的機能を実行する合成遺伝子ネットワークの合理的な構築のために洗練された技術が開発されている。しかし,目覚しい進歩にもかかわらず,より大きな計算力を達成するために必要なスケーリングは,レプレッサー毒性と多数の相互直交レプレッサーの欠如を含む多くの制約によって妨げられてきた。結果として,典型的な回路は,セル当たり約7つのレプレッサーベースのゲートを含まなかった。このスケーラビリティ問題の周りの可能な方法は,多重セルタイプ間の計算を分散させることであり,その各々は,拡散可能な小分子(DSM)を用いて,それ自身間で通信する小さなサブ回路を実装する。DSMsの例は,細菌におけるクオラムセンシングシステムによって採用されたものである。本論文では,任意のBoole関数の評価の文脈において,この分散手法を実装するための系統的方法に焦点を当てた。遺伝的回路のユニークな特性とDSMの性質は,電子回路設計で古典的に使用されるものとは異なる新しいBoole合成法の開発を必要とする。本研究では,セル当りのゲート数および直交DSM数に対する制約の下で,任意のBoole関数に対する分散実現を合成する高速アルゴリズムを提案した。この方法は,セル当たり最小回路を見つけるための正確な合成アルゴリズムに基づいており,これにより,与えられた入力数までのBoole関数の広範囲なデータベースの構築を可能にした。コンクリート性のために,著者らは,例えば,2つの化学インデューサと,異なる周波数における2つの光入力を示すかもしれない,4つの入力までの回路に特に焦点を合わせる。著者らの方法は,セル当たり7つのゲートの制約なしで,単一DSMの使用は,集中計算と比較して,少なくとも7.58倍,実現可能な回路の全数を増加させることを示した。さらに,2つのDSMを許すとき,1つは,すべての可能な4入力Boole関数の99.995%を実現でき,まだ,セル当たり7つのゲートでもあった。ここで紹介した方法論は,最近の遺伝的回路設計自動化ソフトウェアを補完するために容易に適応できる。提案したアルゴリズムを使用するツールボックスを作成し,https://github.com/sontaglab/DBC/で利用できる。Copyright 2020 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： アルゴリズム ,  データベース ,  ネットワーク ,  インデューサ ,  コンクリート ,  *Boole関数 ,  細菌 ,  遺伝 ,  高速アルゴリズム ,  多重化 ,  レプレッサー ,  ソフトウェア ,  直交性 ,  小分子
準シソーラス用語： クオラムセンシング , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (1件)： 遺伝子操作  (EC02050B)

タイトルに関連する用語 (3件)： 転写 ,  ブール関数 ,  実装