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論文資訊
- 類型：已發表論文
- 日期：2022-09-02
摘要
生物系統以多種尺度執行計算，並以穩健的方式進行。工程隱喻經常被用來為細胞和分子計算網絡建模提供基本原理，並作為其綜合設計的基礎。然而，電子電路和濕計算電路之間的映射的一個主要限制是佈線問題。儘管電子設備中的電線是相同的，但在使用合成生物學設計時它們必須不同。此外，在大多數情況下，設計的分子系統不能重複用於其他功能。一種新的近似使我們能夠透過使用合成細胞聯盟來簡化問題，其中計算的輸出分佈在多個工程細胞上。透過在電腦中改進電路，我們可以使用蜂窩聯盟以最低的成本獲得解決給定問題所需的最小布林單元集。我們的分析表明，基本的邏輯單元集通常是非標準的。在最常見的單元中，所謂的倒置蘊含 (N-Implies) 似乎是與 NOT 和 AND 函數一起最重要的元素之一。儘管“或非”閘和“與非”閘在電子學中廣泛使用，但基於這些閘組合的演化電路很少見，因此表明組合相同基本邏輯閘的策略可能不適合輕鬆實現合成計算結構。概述了對未來合成設計的影響、合成生物學作為標準工程領域的一般觀點以及潛在的缺點。