一种合成基因回路模型及构建方法技术

本发明专利技术提供了一种合成基因回路模型的构建方法，包括建立基因回路干预资源分配的流量平衡分析方法并模拟细胞生长速率，结合细胞生长速率与基因回路动力学模型构建生长速率调控的基因回路模型并获得基因回路的动力学行为结果；对基因回路的动力学行为进行定量实验，获得实验结果，通过对比结果来修正模型。本发明专利技术以大肠杆菌为研究对象，基于大肠杆菌基因组代谢网络模型，通过流量平衡分析和细菌生长定律相结合的方法对细胞生理状态充分表征，模拟细胞的生长速率，并结合对典型基因回路进行标准化的定量实验数据，构建依赖于细胞生长速率的基因回路动力学模型，精准预测细胞生长速率对合成基因回路功能的影响。率对合成基因回路功能的影响。率对合成基因回路功能的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种合成基因回路模型及构建方法


[0001]本专利技术涉及合成基因回路模型构建领域，具体而言，涉及一种合成基因回路模型及构建方法。

技术介绍

[0002]传统基因回路设计是一个定制的、手动的和容易出错的过程，通常存在试验周期长、试错成本大、很难扩大规模的问题。借助计算机辅助工具设计和模拟电路正在改变这种状况。其中，比较有代表性的是2016年被开发的用于自动设计复杂基因回路的工具Cello。虽然该种方法能够大幅提高对人工基因回路的设计效率，但是没有考虑基因回路与细胞生理状态相互作用的影响。
[0003]研究表明，底盘细胞的代谢特性、胞内资源分配和基因回路相互联系、互相干涉。一方面，细胞内用于生命活动的资源(核糖体、氨基酸、能量等)有限，为了优化自身的生长，细胞需要根据生长环境平衡分配这些资源。而人工合成基因回路的引入则会打破这种平衡，对底盘细胞产生额外的负担，造成细胞生长放缓。细胞蛋白质的资源重分配不仅会影响细胞代谢流的分布状态，也会调控基因回路的预设功能。另一方面，合成基因回路的表达亦会改变所在代谢途径代谢流的分布，最终导致整个网络代谢本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种合成基因回路模型的构建方法，其特征在于，该方法包括：建立基因回路干预资源分配的流量平衡分析方法，并根据该基因回路干预资源分配的流量平衡分析方法模拟细胞生长速率；将所述细胞生长速率代入基因回路动力学模型中，构建生长速率调控的基因回路模型，根据所述生长速率调控的基因回路模型模拟基因回路的动力学行为，获得模拟结果；对基因回路的动力学行为进行定量实验，获得实验结果，通过对比所述模拟结果和实验结果来修正所述基因回路耦合模型。2.根据权利要求1所述合成基因回路模型的构建方法，其特征在于，所述基因回路干预资源分配的流量平衡分析方法以含有外源基因回路的蛋白质组分配作为流量平衡分析方法的额外限制条件，结合细菌的基因组代谢网络模型构建。3.根据权利要求1所述合成基因回路模型的构建方法，其特征在于，所述基因回路模型基于大肠杆菌细胞的基因组...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅雄飞，袁慧丽，白阳，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：