SemiSynBio-II：用于大规模测试和远程部署的混合生物电子微流体存储阵列

赞助单位：美国国家科学基金会

奖励编号：2027045

PI：道格拉斯·登斯莫尔

共同代表/共同代表：Rabia Tugce Yazicigil， Ahmad Khalil, Wilson Wong

记录事件的能力（“记忆”）是许多复杂系统的关键部分。记录事件允许这些系统根据以前的交互修改它们的行为，报告它们的历史，或者将本地信息传递给全球社区。生物系统将从记忆元素的创造中受益匪浅。细菌或哺乳动物细胞中的生物记忆可以用来监测人的微生物群，开发对环境有反应的智能材料，或者制造对生物毒素有反应的专门传感器。活细胞中的生物记忆需要一个可控的环境。这种环境不仅保证了它们的长期生存和生存能力，而且还允许对存储器进行可控的读写。阅读和写作最终将成为这些系统的“编程”方式，以及它们收集的数据如何被采取澳门威尼斯人注册行动。这个项目利用移动少量液体的装置（微流体）创造了新颖的生物记忆。微流体被用于并行测试许多生物记忆结构，以确定哪一种最适合测试特定的环境信号（如毒素、金属、激素）。这些存储器中最好的部分与低成本的嵌入式电子设备集成在一起，这些电子设备可以读取存储器的输出，也可以控制存储存储器的微流体环境，并允许外部信号在存储器中“写入”信息。生物记忆、微流体和电子学共同构成了所谓的“混合生物电子微流体存储阵列”。这些设备将探索许多跨学科的挑战，并为探索计算机科学、合成生物学和材料科学的边界应用创造机会。为了使这个项目的影响最大化，所有的澳门威尼斯人注册网站研究，包括微流体和电子设计和软件都将是开源的。所有的遗传记忆元素将提供给科学界。超过48名本科生将在项目期间通过美国国家科学基金会资助的项目和波士顿大学的夏季澳门威尼斯人注册网站研究项目得到指导。

该项目具有三相结构，在第一阶段，生物记忆是在高通量、电子增强微流控筛选平台的帮助下开发的。DNA上的重组酶反应是不可逆的记忆机制，而表观遗传的染色质修饰是可逆的记忆机制。这个阶段将涉及到创建1000个潜在的内存元素。在第二阶段，来自第一阶段的最佳候选者将在一个大规模并行、高度集成的微流体平台中进行组合，以开发最终部署的微流体，并建立存储器所需的操作和控制条件。最后，在第三阶段，创建了一个小规模的部署环境，以观察和调整新创建的混合生物电子微流控存储阵列在水生部署场景中的性能，旨在复制现实世界中重金属和其他环境信号的生物传感应用。这些阶段明确解决了三个生物记忆挑战（创建，控制和部署），使用最先进的生物可逆和不可逆记忆，微滴微流体和定制的嵌入式半导体电子器件。

更多信息请点击这里