Synthetische Biologie ist ein neues Gebiet der interdisziplinären Forschung, in dem technische Prinzipien auf die Biologie angewendet werden. Das Gebiet zielt darauf ab, biologische Komponenten und Systeme neu zu entwerfen, die es in der Natur noch nicht gibt.
Es hat das Potenzial, eine Reihe anderer Bereiche wie Biologie, Nanofabrikation und Medizin zu beeinflussen. Eine große Herausforderung für die Disziplin besteht darin, „Berechnungen in molekulare Kontexte einzubetten, in Situationen, in denen elektronische Mikrocontroller nicht eingesetzt werden können“.
Neue Sprache eröffnet neue Möglichkeiten für die synthetische Biologie
Die Lösung liegt in der Entwicklung von Methoden zur Darstellung von Berechnungen mit molekularen Komponenten. Forscher der University of Texas in Austin haben eine Lösung angeboten, indem sie erstellt haben. CRN ++ eine neue Sprache zur Programmierung deterministischer Massenwirkungs- chemischer Kinetiken bei der Durchführung von Berechnungen.
Die Arbeit des Forschungsteams wurde am vorveröffentlicht. arXiv . In dem Artikel gehen sie detailliert auf die neue Sprache ein und erstellen einen Compiler, der CRN ++ - Programme in chemische Reaktionen übersetzt. "Eine wichtige technische Herausforderung der synthetischen Biologie besteht darin, einen chemischen Controller zu entwerfen, der in einer zellulären Umgebung interagiert und eine erreichtbesondere Aufgabe, "Marko Vasic, einer der Forscher, die die Studie durchgeführt haben, erzählt .
"Um dies zu erreichen, müssen sowohl synthetische Moleküle konstruiert als auch programmiert werden. Moleküle interagieren über chemische Reaktionen, und durch Programmieren von Molekülen meinen wir das Definieren von Interaktionsregeln chemische Reaktionen zwischen ihnen."
Zwar gab es aufregende Entwicklungen in der DNA-Synthese, die Türen für die Molekültechnik geöffnet haben. Die Forscher müssen zunächst Wege finden, um die Interaktionsregeln chemische Reaktionen zu entwerfen, um ein gewünschtes Ziel zu erreichen.
Ziel der Erstellung der CRN ++ - Sprache war es, eine Möglichkeit zu entwickeln, das Verhalten chemischer Reaktionen intuitiver auszudrücken. Das Entwicklungsteam der Sprache erklärt, dass CRN ++ auf zwei Ideen basiert: Modularität und Verwendung eines Oszillators.
Synthetische Biologie hat das Potenzial, eine Vielzahl von Forschungsfeldern zu beeinflussen
"Nach unserem besten Wissen sind wir die ersten, die eine zwingende Programmiersprache bereitstellen, die den chemischen Reaktionsnetzwerken entspricht", Vasic. sagte. "Wir haben unseren Code, einschließlich CRN ++, sowie das Simulationsframework als Open-Source-Version bereitgestellt, da wir hoffen, dass dies den Forschern das Ausprobieren neuer Ansätze erleichtert und damit den Bereich weiter vorantreibt."
Die neue Sprache wird wahrscheinlich Wissenschaftlern auf dem Gebiet der synthetischen Biologie helfen, einige der allgemeinen Ziele des Fachgebiets zu erreichen, einschließlich der Erstellung eines Katalogs standardisierter biologischer Teile, die schnell zum Aufbau neuartiger biologischer Systeme verwendet und synthetisiert werden könnendas Feld von angewandtes Proteindesign mit dem Ziel, "vorhandene biologische Teile neu zu gestalten und die natürlichen Proteinfunktionen für neue Prozesse zu erweitern"
Via : arXiv