Durham，N.C.-杜克大学的研究人员创造了一个帮助生物工程的框架，确定何时使用多行细胞来制造产品。这项工作可以帮助各种使用细菌的行业生产从药物到香水的药物。
该研究于2018年2月19日发表在网上国家科学院的诉讼程序。
世界上每个细胞都不断吸收营养和原材料，并将它们转变为更有用的东西。此过程通常为细胞提供能量或其他一些重要的维生素或矿物质，同时留下副产品，这对其他细胞有益。在复杂的多细胞生物和生态系统中，这尤其如此，其中几种不同类型或种类的细胞可以一起使用以产生单一的复杂最终产品。
自20世纪70年代以来，科学家们一直在利用这些能力生产有用的物质，如人类生长激素、药物、香料和生物燃料。大多数时候，为了简单起见，它们依赖于单一类型的细胞。但有时这个过程会变得过于复杂。
“通常当人们修改细胞产生一些他们使用一个人口,但当你只使用一种类型的细胞做任何事,有一个上限,它可以处理成为一个限制细胞如何复杂的复合你可以问,“瑞安Tsoi说,他是杜克大学生物医学工程专业的研究生，也是这篇论文的第一作者。“有多种细胞类型的分工已经被探索过，但只是在个案的基础上。这是第一次系统地研究在什么情况下多细胞系比一个细胞系更好。”
在这项研究中，蔡崇信和他的导师，杜克大学的Paul Ruffin Scarborough工程副教授Lingchong You，组合了一个方程组来模拟这些类型的系统中重要的变量是如何相互作用的。例如，他们可以模拟复杂的任务给单个细胞的生长速度带来的压力，或者当细胞必须在劳动分工方案中来回传递信号、酶和蛋白质时带来的低效。
它们在一起汇总了20多种不同的模式，如何构建这些系统以及它们如何互动。当他们运行模拟时，他们发现每次试验到变量如何影响两个因素 - 当两种类型的细胞在运输它们之间共享资源时，细胞能够生长的速度以及损失多少效率。
“当研究人员在拨款提案或纸质中努力工作时，它与拨票相比相当，”你说。“这是如何让自己做的容易之间的平衡，如何与其他合作者合作，以及如何在一天结束时获得的收益有多大。”
向前迈进，TSOI计划使用新框架开发他计划学习的新生物工程系统。他希望别人会这样做。
“所有这些参数都是可测量和量化的，”蔡说。“我们的想法是,对于任何系统,你可以获得所有这些参数通过基本的实验或课本,把他们扔进这个数学模型,不仅获得基本的回答是否使用分工,但一定程度的多少将您的项目中受益。”
提交：快速原型设计
