En el campo de la síntesis genética, el sintético genético de 96 canales se ha convertido en el equipo central de investigación científica e industrialización con sus ventajas de alto rendimiento y automatización. Sin embargo, los errores como el desajuste de base y la inserción / ausencia en el proceso de síntesis son inevitables, y cómo garantizar la precisión de la síntesis a través de algoritmos de control de tasa de error y corrección de errores se ha convertido en la clave de los avances tecnológicos.
La base de hardware del control de la tasa de error
El sintético genético de 96 canales reduce la tasa de error original a través del diseño mecánico de precisión y la innovación científica de materiales. Por ejemplo, el uso de la tecnología de chips microfluídicos para lograr una distribución precisa a nivel nanométrico de reactivos y evitar la contaminación cruzada; El uso de monómeros de fosfamida de alta pureza y materiales portadores inertes reduce las reacciones secundarias en la síntesis química. Tomemos como ejemplo la serie Dr. oligo de biolytic, que controla la tasa de error de síntesis en un solo paso por debajo del 0,01% optimizando la precisión de control de temperatura (+ 0,1 ° c) de los pasos de desprotección, acoplamiento y oxidación.
La lógica central del algoritmo de corrección de errores
Para los errores restantes, el algoritmo de corrección de errores logra una corrección precisa a través de una estrategia de varios niveles:
Análisis de cobertura lateral: basándose en el método de construcción dinámica de ramas en la corrección de errores de secuenciación de adn, los fragmentos sintéticos se descomponen en secuencias superpuestas de l - tuple (como la secuencia "agc - GCC - cct" de l = 3), y los fragmentos erróneos de baja cobertura se identifican contando la frecuencia de aparición de cada L - tuple en 96 síntesis paralela (cobertura M (e)). Por ejemplo, si la cobertura de un L - tuple es inferior al umbral m, se marca como un error potencial.
Fusión y sustitución de rutas: transformación equivalente de rutas incorrectas, combinando bordes correctos y erróneos continuos en un solo camino. Por ejemplo, en el modelo de superruta euler, si el lado equivocado e 'es el lado correcto X e y antes y después, se encuentra el lado correcto e con el mayor grado de coincidencia con la ruta X - y a través de la estimación de máxima probabilidad, y se reemplaza e' para corregir el error.
Múltiples rondas de optimización iterativa: en combinación con los comentarios de secuenciación de ngs, se realiza un monitoreo de calidad en tiempo real de los productos sintéticos. Si la tasa de error de un canal excede el estándar, el sistema ajusta automáticamente la proporción de reactivos o el tiempo de reacción del canal para lograr un control de circuito cerrado.
Avances tecnológicos e impacto en la industria
El algoritmo de corrección de errores del sintético genético de 96 canales ha logrado una precisión de síntesis única de más del 99,99%, apoyando aplicaciones a gran escala en los campos de la edición genómica y la biología sintética. Por ejemplo, en la síntesis artificial de cromosomas, esta tecnología puede reducir la tasa de error de montaje de fragmentos largos (> 10 kb) de 10 - 3 a menos de 10 - 6, reduciendo significativamente los costos de detección posterior. Con la integración de algoritmos de ia, se espera que el futuro sistema de corrección de errores logre una evolución autónoma y promueva la síntesis genética hacia el objetivo de "cero errores".