Opis projektu
Nowatorskie układy regulacji drogą do innowacji w dziedzinie biologii syntetycznej
Matka Natura opracowała niezwykle zróżnicowane i sprawne mechanizmy umożliwiające wykonywanie wielu zadań, a także równie dużą liczbę układów regulacji odpowiadających za sterowanie ich działaniem. Choć inżynieria układów i procesów biologicznych prowadzi do opracowywania zrównoważonych rozwiązań, które przyczyniają się do poprawy jakości życia ludzi, ich pełny potencjał nie jest obecnie wykorzystywany ze względu na wyzwania związane z regulacją dynamicznego zachowania układów biofizycznych. Zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu COSY-BIO wykorzysta zasady inżynierii układów regulacji w celu opracowania trzech różnych rodzajów sterowników – zewnętrznych (komputerowych), wbudowanych (połączonych z komórkami) i wielokomórkowych (w formie oddzielnych grup komórek kontrolujących inne komórki). Opracowanym narzędziom towarzyszyć będzie platforma do szybkiego prototypowania.
Cel
Synthetic Biology aims at rational engineering of living organisms to improve human well-being and environmental sustainability, thus promising a paradigm shift in human technology. Its full potential has not been achieved yet because of the complexity of engineering biological systems where basic biological parts are intrinsically noisy and not modular. The overarching goal of COSY-BIO is to develop a theoretical framework and innovative technological tools to engineer reliable biological systems that are robust despite their individual components being not by translating principles of control engineering to molecular and cell biology. Automatic control is a well-established engineering discipline to build “controllers” to steer the dynamic behaviour of a physical system in a desired fashion. By building upon control engineering for physical systems and by exploiting the unique features of living organisms, this project will identify generally applicable approaches to design closed-loop feedback controllers for biological systems. To handle biological complexity, the project will explore three strategies of increasing difficulty “external” controllers, “embedded” controllers and “multi-cellular” controllers. External controllers will be implemented in a computer acting on cells using small molecules via microfluidics devices. Embedded controllers will be made from biological parts and integrated within individual cells to steer their behaviour. Multicellular controllers envisage two cell populations, one made up of cells with embedded controllers (controller cells) and the other will be the controlled population (target cells). In addition, a rapid prototyping platform will enable to speed up the design-build-test cycles by means of optimal experimental design, microfluidics and cell-free systems. Proof-of-principles demonstrations in bacteria and yeast with relevance to biotechnology will be tackled to prove the usefulness of this revolutionary technology.
Dziedzina nauki
- natural sciencesphysical sciencesclassical mechanicsfluid mechanicsmicrofluidics
- natural sciencesbiological sciencesmicrobiologybacteriology
- natural sciencesbiological sciencessynthetic biology
- natural sciencesbiological sciencescell biology
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringcontrol engineering
Program(-y)
Zaproszenie do składania wniosków
Zobacz inne projekty w ramach tego zaproszeniaSzczegółowe działanie
H2020-FETOPEN-1-2016-2017
System finansowania
RIA - Research and Innovation actionKoordynator
00185 Roma
Włochy