Syntetiska metaboliska och genetiska nätverk för medicinsk diagnostik (SynBioDiag)

Antagandet är att forskare kan konstruera syntetiska metaboliska och genetiska nätverk för att utöka panelen av molekyler som för närvarande är kända för att detekteras av naturliga system. Utredarna antar också att syntetiska metaboliska och genetiska nätverk kan ställas in för beslutsfattande och i synnerhet för att diagnostisera sjukdomar från upptäckter av biomarkörer.

Detta projekt föreslår för första gången en hybrid analog/digital lösning för multiplexerad detektion av biomarkörer med hjälp av bakteriella och pappersbaserade biosensorer. Biosensorer kan utformas med analoga eller digitala enheter. Digitala enheter i syntetiska och naturliga system är ljudbeständiga och användbara för beslutsfattande. Analoga enheter är användbara för signalöverföring och bearbetning. Här drar utredarna fördel av signalöverföring och bearbetning via analoga omvandlare och adderare, och sedan beslutsfattande via genetiska switchar. En sådan hybrid analog/digital metod har ännu inte utvecklats för biosensing. En annan nyhet i projektet är att använda syntetiska metaboliska vägar för att utveckla analoga enheter. Fördelen med avseende på behandling, till exempel, består i det faktum att hastigheten för enzymatiska reaktioner i en analog adderare vida överstiger hastigheten för genuttryck som krävs för att skapa en genetisk logisk matris; det blir ännu mer uttalat när enheterna är seriekopplade. Metodiken kommer att illustreras för detektion av biomarkörer för prostatatumörer, men den är tillräckligt bred för att kunna tillämpas på andra diagnoser. Valet att utveckla biosensorer för prostatasjukdom är av praktisk relevans eftersom den nuvarande screeningstrategin (baserad på PSA-mätning) kan leda till överdiagnostik och inte kan skilja mellan patienter med aggressiva tumörer och patienter med en indolent sjukdom. Denna studie föreslår att huvudsakligen utveckla en bakteriell och pappersbaserat biosensorsystem