Automação de design de circuitos genéticos

O cálculo pode ser realizado em células vivas por circuitos codificados em DNA que processam informações sensoriais e controlam funções biológicas. Sua construção é intensiva em tempo, exigindo montagem manual das partes e balanceamento da expressão dos reguladores. Descrevemos um ambiente de design, Cello, no qual o usuário escreve código Verilog que é automaticamente transformado em uma sequência de DNA. Algoritmos constroem um diagrama do circuito, atribuem e conectam portas, e simulam o desempenho. O design confiável do circuito requer o isolamento das portas do contexto genético, para que funcionem de forma idêntica quando usadas em circuitos diferentes. Usamos o Cello para projetar 60 circuitos para Escherichia coli (880.000 pares de bases de DNA), para os quais cada sequência de DNA foi construída conforme previsto pelo software, sem ajustes adicionais. Destes, 45 circuitos funcionaram corretamente em todos os estados de saída (até 10 reguladores e 55 partes), e em todos os circuitos 92% dos estados de saída funcionaram conforme previsto. A automação do design simplifica a incorporação de circuitos genéticos em projetos biotecnológicos que requerem tomada de decisão, controle, sensoriamento ou organização espacial.