Large-scale-integration and collective oscillations of 2D artificial cells
Notice bibliographique
Résumé
The on-chip large-scale-integration of genetically programmed artificial cells capable of exhibiting collective expression patterns is important for fundamental research and biotechnology. Here, we report a 3D biochip with a 2D layout of 1024 DNA compartments as artificial cells on a 5 × 5 mm2 area. Homeostatic cell-free protein synthesis reactions driven by genetic circuits occur inside the compartments. We create a reaction-diffusion system with a 30 × 30 square lattice of artificial cells interconnected by thin capillaries for diffusion of products. We program the connected lattice with a synthetic genetic oscillator and observe collective oscillations. The microscopic dimensions of the unit cell and capillaries set the effective diffusion and coupling strength in the lattice, which in turn affects the macroscopic synchronization dynamics. Strongly coupled oscillators exhibit fast and continuous 2D fronts emanating from the boundaries, which generate smooth and large-scale correlated spatial variations of the oscillator phases. This opens a class of 2D genetically programmed nonequilibrium synthetic multicellular systems, where chemical energy dissipated in protein synthesis leads to large-scale spatiotemporal patterns. Large-scale-integration of artificial cells on a chip can reveal emergent multicellular phenomena. Here, authors report 2D coupled lattices of artificial cells programmed by genetic oscillators, exhibiting synchrony and front propagation with microscopic dimensions affecting collective behaviour.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».