细胞处理信息的能力目前用于设计基于细胞的工具,用于生态,工业和生物医学应用,例如检测危险化学物质或生物修复。在大多数应用中,单个单元格被用作信息进程单元。但是,单细胞工程受到必要的分子综合性和伴随的合成回路代谢负担的限制。为了克服这些局限性,合成生物学家已经开始工程多细胞系统,将细胞与设计的亚功能结合在一起。为了进一步推进合成多细胞系统中的信息处理,我们介绍了储层计算的应用。储层计算机(RCS)通过带有基于回归的读数的固定规则动态网络(储层)近似时间信号处理任务。重要的是,RCS消除了网络重新布线的需求,因为可以使用相同的储层近似不同的任务。预见的工作已经证明了单细胞和神经元种群充当储层的能力。在这项工作中,我们在多细胞种群中扩展了储层计算,并具有基于扩散的细胞间信号传导的广泛机制。作为概念验证,我们模拟了由3D通过扩散分子通信的细胞社区制成的储层,并将其用于近似二进制信号处理任务,重点介绍了两个基准功能 - 从二进制输入信号中分配中位数和平等功能。我们证明了基于扩散的多细胞储层是一种可行的合成框架,用于执行复杂的时间计算任务,该框架比单个单元格储层提供了计算优势。我们还确定了许多可能影响这些处理系统计算性能的生物学特性。
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