Engineering microbial communities for distributed computation using bacterial micro compartments.
使用细菌微区室工程微生物群落进行分布式计算。
基本信息
- 批准号:2546732
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Studentship
- 财政年份:2021
- 资助国家:英国
- 起止时间:2021 至 无数据
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Building distributed biological systems is an attractive prospect for synthetic biology as italleviates the constraints associated with engineering single strains and allows us to expandthe applications of our systems into areas including complex biosensing and diagnostic tools,bioprocess control and the monitoring of industrial processes. The Barnes group has beenworking towards the engineering of bacterial communities to serve as distributedbiocomputing systems capable of integrating signal information and decision making (eglogic gates, neural networks). Using mathematical modelling we have designed microbialinteractions and then constructed communities either within bioreactors or in spatial"computational biofilms".Bacterial microcompartments (BMCs) are selectively permeable shells in prokaryotic cellsthat are analogous to organelles in eukaryotes. Many BMCs enable microbes to utilize specificenergy, carbon, and nitrogen sources that are niche specific and therefore contribute to bothforming and distorting bacterial communities. BMCs architectures are also attractive asnanotechnology platforms with applications in metabolic engineering and biomedicine. TheFrank group have been working on the design and production of recombinant BMCs withspecified properties.This project will build on the knowledge of both groups and bring together different aspectsof engineering microbial communities and bacterial microcompartments. There are threemain strands:Aim 1) the use of BMCs as an additional part in the synthetic biology toolkit for theconstruction of microbial communities that form distributed computing systems.Aim 2) apply machine learning approaches to the optimisation of nanoparticle production. Wewill build on our existing reinforcement learning framework for control of microbialpopulations in bioreactors.Aim 3) the use of BMCs to develop novel therapeutic bacteria that can manipulate extantmicrobiomesThese approaches have the potential to revolutionise how we engineer microbialcommunities with new functionalities in biocomputing and therapeutics.
构建分布式生物系统是合成生物学的一个有吸引力的前景,因为它减轻了与工程单一菌株相关的限制,并允许我们将系统的应用扩展到复杂的生物传感和诊断工具,生物过程控制和工业过程监测等领域。巴恩斯小组一直致力于细菌群落的工程设计,以作为能够整合信号信息和决策的分布式生物计算系统(逻辑门,神经网络)。利用数学模型,我们设计了微生物的相互作用,然后在生物反应器或空间“计算生物膜”中构建了群落。细菌微室(microcompartments, BMCs)是原核细胞中选择性渗透的外壳,类似于真核生物中的细胞器。许多bmc使微生物能够利用特定的能量、碳和氮源,这些源是特定于生态位的,因此有助于形成和扭曲细菌群落。在代谢工程和生物医学领域,bmc结构作为纳米技术平台也具有广泛的应用前景。frank小组一直致力于设计和生产具有特定特性的重组bmc。该项目将以这两个小组的知识为基础,将工程微生物群落和细菌微室的不同方面结合在一起。主要有三个方面:目标1)使用bmc作为合成生物学工具包的附加部分,用于构建形成分布式计算系统的微生物群落。目标2)应用机器学习方法来优化纳米颗粒生产。我们将以现有的强化学习框架为基础,控制生物反应器中的微生物种群。目标3)利用bmc开发可以操纵现存微生物群的新型治疗细菌这些方法有可能彻底改变我们在生物计算和治疗中设计具有新功能的微生物群落的方式。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
其他文献
吉治仁志 他: "トランスジェニックマウスによるTIMP-1の線維化促進機序"最新医学. 55. 1781-1787 (2000)
Hitoshi Yoshiji 等:“转基因小鼠中 TIMP-1 的促纤维化机制”现代医学 55. 1781-1787 (2000)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
LiDAR Implementations for Autonomous Vehicle Applications
- DOI:
- 发表时间:
2021 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
吉治仁志 他: "イラスト医学&サイエンスシリーズ血管の分子医学"羊土社(渋谷正史編). 125 (2000)
Hitoshi Yoshiji 等人:“血管医学与科学系列分子医学图解”Yodosha(涉谷正志编辑)125(2000)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
Effect of manidipine hydrochloride,a calcium antagonist,on isoproterenol-induced left ventricular hypertrophy: "Yoshiyama,M.,Takeuchi,K.,Kim,S.,Hanatani,A.,Omura,T.,Toda,I.,Akioka,K.,Teragaki,M.,Iwao,H.and Yoshikawa,J." Jpn Circ J. 62(1). 47-52 (1998)
钙拮抗剂盐酸马尼地平对异丙肾上腺素引起的左心室肥厚的影响:“Yoshiyama,M.,Takeuchi,K.,Kim,S.,Hanatani,A.,Omura,T.,Toda,I.,Akioka,
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('', 18)}}的其他基金
An implantable biosensor microsystem for real-time measurement of circulating biomarkers
用于实时测量循环生物标志物的植入式生物传感器微系统
- 批准号:
2901954 - 财政年份:2028
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Studentship
Exploiting the polysaccharide breakdown capacity of the human gut microbiome to develop environmentally sustainable dishwashing solutions
利用人类肠道微生物群的多糖分解能力来开发环境可持续的洗碗解决方案
- 批准号:
2896097 - 财政年份:2027
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Studentship
A Robot that Swims Through Granular Materials
可以在颗粒材料中游动的机器人
- 批准号:
2780268 - 财政年份:2027
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Studentship
Likelihood and impact of severe space weather events on the resilience of nuclear power and safeguards monitoring.
严重空间天气事件对核电和保障监督的恢复力的可能性和影响。
- 批准号:
2908918 - 财政年份:2027
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Studentship
Proton, alpha and gamma irradiation assisted stress corrosion cracking: understanding the fuel-stainless steel interface
质子、α 和 γ 辐照辅助应力腐蚀开裂:了解燃料-不锈钢界面
- 批准号:
2908693 - 财政年份:2027
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Studentship
Field Assisted Sintering of Nuclear Fuel Simulants
核燃料模拟物的现场辅助烧结
- 批准号:
2908917 - 财政年份:2027
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Studentship
Assessment of new fatigue capable titanium alloys for aerospace applications
评估用于航空航天应用的新型抗疲劳钛合金
- 批准号:
2879438 - 财政年份:2027
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Studentship
Developing a 3D printed skin model using a Dextran - Collagen hydrogel to analyse the cellular and epigenetic effects of interleukin-17 inhibitors in
使用右旋糖酐-胶原蛋白水凝胶开发 3D 打印皮肤模型,以分析白细胞介素 17 抑制剂的细胞和表观遗传效应
- 批准号:
2890513 - 财政年份:2027
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Studentship
Understanding the interplay between the gut microbiome, behavior and urbanisation in wild birds
了解野生鸟类肠道微生物组、行为和城市化之间的相互作用
- 批准号:
2876993 - 财政年份:2027
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Studentship
相似国自然基金
碳-铁-微生物对滩涂围垦稻田土壤团聚体形成和稳定的调控机制
- 批准号:41977088
- 批准年份:2019
- 资助金额:61.0 万元
- 项目类别:面上项目
水热炭的微生物陈化(Microbial-aged Hydrochar)及其对稻田氨挥发的影响机制
- 批准号:41877090
- 批准年份:2018
- 资助金额:61.0 万元
- 项目类别:面上项目
微生物发酵过程的自组织建模与优化控制
- 批准号:60704036
- 批准年份:2007
- 资助金额:21.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
Rules of life in CO2-driven microbial communities: Microbiome engineering for a Net Zero future
二氧化碳驱动的微生物群落的生命规则:净零未来的微生物组工程
- 批准号:
BB/Y003195/1 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grant
Understanding how microbial communities respond to design and process engineering in wastewater treatment
了解微生物群落如何响应废水处理中的设计和工艺工程
- 批准号:
BB/Y003314/1 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grant
21ENGBIO Engineering bacterial 'sense and respond' systems to control microbial communities
21ENGBIO 工程细菌“感知和响应”系统来控制微生物群落
- 批准号:
BB/W012898/1 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grant
RII Track-4:NSF Engineering mixed microbial communities & bioreactor configurations to optimize biotransformation processes for metal and metalloid bioremediation and biorecove
RII Track-4:NSF Engineering 混合微生物群落
- 批准号:
2131916 - 财政年份:2022
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Standard Grant
Microbial Engineering to Control the Structure and Function of the Gut Microbiome.
控制肠道微生物组结构和功能的微生物工程。
- 批准号:
10677794 - 财政年份:2022
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Microbial Engineering to Control the Structure and Function of the Gut Microbiome.
控制肠道微生物组结构和功能的微生物工程。
- 批准号:
10501097 - 财政年份:2022
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Streamlining temperate phage engineering to facilitate precise in situ manipulation of gut microbiota
简化温带噬菌体工程以促进肠道微生物群的精确原位操作
- 批准号:
10700151 - 财政年份:2022
- 资助金额:
-- - 项目类别:
A high-performance and versatile technology for precision microbiome engineering
用于精密微生物组工程的高性能、多功能技术
- 批准号:
10278809 - 财政年份:2021
- 资助金额:
-- - 项目类别:
A high-performance and versatile technology for precision microbiome engineering
用于精密微生物组工程的高性能、多功能技术
- 批准号:
10624467 - 财政年份:2021
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Engineering microbiomes and their molecular determinants for production of butyrate and secondary bile acids from resistant starch
利用抗性淀粉生产丁酸和次级胆汁酸的工程微生物组及其分子决定因素
- 批准号:
10441582 - 财政年份:2020
- 资助金额:
-- - 项目类别: