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TIN2016-81079-R

Financiado

INGENIERIA DE BIOCIRCUITOS PROGRAMABLES PARA COMPUTACION ANALOGICA, MULTICELULAR...

INGENIERIA DE BIOCIRCUITOS PROGRAMABLES PARA COMPUTACION ANALOGICA, MULTICELULAR Y ESPACIAL EL CONTEXTO:LA BIOLOGIA SINTETICA (BS) O LA INGENIERIA DE LA BIOLOGIA ES UN CAMPO EMERGENTE E INTERDISCIPLINAR NACIDO EN EL 2000 EN EL ARTIFICIAL INTELLIGENCE LAB DEL MIT. LA BS CONSIDERA A LA BIOLOGIA COMO UNA TECNOLOGIA QUE SE P... ver más

01/01/2016

UPM

90K€

Presupuesto del proyecto: 90K€

Líder del proyecto

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID No se ha especificado una descripción o un objeto social para esta compañía.

Total investigadores 3944

Financiación concedida El organismo AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACIÓN notifico la concesión del proyecto el día 2016-01-01

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Participantes

UPM

Lider

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Líder del proyecto

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID

Total investigadores 3944

Presupuesto del proyecto 90K€

Descripción del proyecto EL CONTEXTO:LA BIOLOGIA SINTETICA (BS) O LA INGENIERIA DE LA BIOLOGIA ES UN CAMPO EMERGENTE E INTERDISCIPLINAR NACIDO EN EL 2000 EN EL ARTIFICIAL INTELLIGENCE LAB DEL MIT. LA BS CONSIDERA A LA BIOLOGIA COMO UNA TECNOLOGIA QUE SE PUEDE PROGRAMAR PARA INGENIAR NUEVOS DISPOSITIVOS Y SISTEMAS BIOLOGICOS SINTETICOS.LA NECESIDAD:PERO LA BS NO ESTA ALCANZANDO TODO SU POTENCIAL. EN LOS ULTIMOS 10 AÑOS, EL TAMAÑO DE LOS CIRCUITOS GENETICOS MAS GRANDES APENAS SE HA INCREMENTADO PORQUE:1. LA BS TAN SOLO HA EXPLORADO EN PROFUNDIDAD UN PARADIGMA COMPUTACIONAL: EL BINARIO. LA MAYORIA DE LOS CIRCUITOS GENETICOS DESARROLLADOS HASTA AHORA SON RUIDOSOS Y SE BASAN EN PUERTAS LOGICAS BOOLEANAS BINARIAS QUE PROCESAN PROTEINAS. PERO LA NATURALEZA NO ES DIGITAL Y LAS CELULAS OPERAN FUNDAMENTALMENTE CON SEÑALES ANALOGICAS.2. EL CICLO DISEÑO-CONSTRUCCION-VALIDACION DE LA BS ES EN GRAN MEDIDA MANUAL Y EXTREMADAMENTE LENTO.LA SOLUCION OFRECIDA EN ESTE PROYECTO:PARA QUE LA BS DESARROLLE SUS POTENCIALES APLICACIONES, CONSIDERAMOS QUE SE NECESITA: 1) EXPLORAR Y DESARROLLAR OTROS PARADIGMAS COMPUTACIONALES APARTE DEL DIGITAL Y 2) LAS HERRAMIENTAS ANALOGAS A LAS QUE PERMITIERON LA REVOLUCION DE LA MICROELECTRONICA EN LOS AÑOS 80. EN ESTE PROYECTO VAMOS A TRABAJAR CON ESTAS METAS Y: 1. DESARROLLAR NUEVOS PARADIGMAS DE BIOCOMPUTACION. PROPONEMOS TRANSFORMAR LA BS AÑADIENDO 4 NUEVOS PARADIGMAS: A. COMPUTACION ANALOGICA (INGENIERIA DE CIRCUITOS AUTO-REGULATORIOS, AMPLIFICADORES, ATENUADORES, UMBRALES Y OP-AMP).B. COMPUTACION MULTICELULAR (INGENIERIA DE CIRCUITOS AND-OR Y OR-AND) EMPLEANDO BACTERIOFAGOS (FAGOS) COMO CABLES INTERCELULARES.C. CIRCUITOS BASADOS EN ARN QUE OPERAN SIN CELULAS: COMBINATORIALES Y SECUENCIALES (SR-LATCHES Y AUTOMATAS PARA DIAGNOSTICO BASADO EN PAPEL O CRISPR) Y D. COMPUTACION ESPACIAL (INGENIERIA DE PATRONES DE TURING MULTICELULARES Y GENERACION DE PATRONES MULTICELULARES 3D).2. INGENIAR NUEVAS BIO-PLATAFORMAS PROGRAMABLES: BIO-ARRAYS LOGICOS PROGRAMABLES (PLA), MEMORIAS ROM DE ARN Y MUX4:2 PARA FACILITAR EL DISEÑO DE BIOCIRCUITOS MAS COMPLEJOS. EXPLORAREMOS TAMBIEN APLICACIONES DE INTELIGENCIA ARTIFICIAL COMO EL APRENDIZAJE SUPERVISADO IN VIVO DONDE FAGOS ENSEÑAN A BACTERIAS A CALCULAR CIRCUITOS.3. DESARROLLAR HERRAMIENTAS SOFTWARE CAD PARA LA AUTOMATIZACION DEL DISEÑO DE BIOCIRCUITOS (ADB) Y LA SIMULACION DE CIRCUITOS MULTICELULARES. SIN HERRAMIENTAS ADB LOS BIOLOGOS SINTETICOS SOLO HAN CONSEGUIDO INGENIAR CON GRAN ESFUERZO BIOCIRCUITOS MUY SENCILLOS.LA MAYORIA DE LOS BIOCIRCUITOS DEL PUNTO 1 Y 2 VAN A SER DISEÑADOS E INGENIADOS POR PRIMERA VEZ EN EL CAMPO DE LA BS.EL IMPACTO Y LA META DEL PROYECTO:ESTOS NUEVOS PARADIGMAS DE BIOCOMPUTACION Y ESTE NUEVO SOFTWARE VAN A AYUDAR A TRANSFORMAR LA BS HACIENDOLA UNA TECNOLOGIA MAS ESCALABLE Y MAS FACIL DE PROGRAMAR E INGENIAR.OTROS BENEFICIOS:TRANSFERENCIA TECNOLOGICA. PRESENTAREMOS DOS PATENTES EUROPEAS, UNA AL COMIENZO DEL PROYECTO CON MUCHOS DE LOS CIRCUITOS PRESENTADOS EN ESTA PROPUESTA Y OTRA AL FINAL DEL PROYECTO. EXPLORAREMOS LA VIABILIDAD DE UNA SPIN-OFF O LICENCIAR LAS PATENTES. IMPACTO BIOTECNOLOGICO: NUESTROS BIOCIRCUITOS SON SENSORES DE ARN PROGRAMABLES UTILES EN DIAGNOSTICO; NUESTROS DISPOSITIVOS DE COMPUTO ESPACIAL PUEDEN SER DISRUPTIVOS EN LA INGENIERIA ABAJO-ARRIBA DE BIOMATERIALES. IMPACTO ECONOMICO: NUESTROS BIOCIRCUITOS PROGRAMABLES Y LAS HERRAMIENTAS CAD DE SOFTWARE ADB AHORRARAN MUCHAS HORAS DE TRABAJO Y DINERO A LOS LABS DE BS OMPUTACIÓN CELULAR\BIOLOGÍA PROGRAMABLE\COMPUTACIÓN CON ADN\COMPUTACIÓN BIOMOLECULAR\BIOLOGÍA SINTÉTICA

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