synthetic biology Arbeiten

Behavioral, Physiological, and Transcriptional Mechanisms of Memory in a Synthetic Living Construct

Die Studie zeigt, dass synthetische lebende Konstrukte namens Xenobots, die aus Xenopus-Embryonalzellen bestehen, durch kurze Exposition gegenüber spezifischen chemischen Reizen wie ATP oder embryonalem Zellextrakt lernfähige Verhaltensänderungen, physiologische Calciumsignale und transkriptionelle Spuren entwickeln, was belegt, dass nicht-neuronale zelluläre Kollektive in der Lage sind, Informationen zu speichern und zwischen Reizen zu unterscheiden.

Pai, V. P., Traer, J. A., Sperry, M. M. + 2 more2026-03-17📄 synthetic biology

De novo design of metalloproteases for targeted amyloid-β cleavage

In dieser Studie wurden mithilfe des generativen Modells Proteus2 neuartige Zink-Metalloproteasen entwickelt, die Amyloid-β-Peptide mit hoher Spezifität an definierten Stellen spalten und damit ein vielversprechendes Werkzeug für die Alzheimer-Forschung und -Therapie darstellen.

Qu, Y., Wang, C., Zhu, H. + 2 more2026-03-16📄 synthetic biology

Robust Multiplicative Control in Chemical Reaction Networks -Extended Version

Dieser Beitrag stellt einen robusten Regelungsansatz für chemische Reaktionsnetzwerke vor, der die Nachführung von Multiplikationskombinationen biomolekularer Spezies durch eine spezielle Architektur und eine erweiterte Formulierung für beliebige Monom-Ausgänge ermöglicht.

Alexis, E., Rowley, C. W., Avalos, J. L.2026-03-16📄 synthetic biology

Programmable bacterial adhesion to plastic surfaces for enhanced biodegradation

Die Studie beschreibt eine programmierbare Methode zur Anheftung von genetisch modifizierten *E. coli*-Zellen an Kunststoffoberflächen durch Überexpression von Curli und Antigen 43, die in Kombination mit der Sekretion des PET-abbauenden Enzyms PHL7 die Freisetzung von Terephthalsäure aus PET um das 5,6-Fache steigert und somit ein vielversprechendes Konzept für die biologische Kunststoffrecycling darstellt.

Schneier, A., Armijo-Galdames, B. O., Lau, E. C. H. T. + 1 more2026-03-16📄 synthetic biology

Generative AI-based design of hybrid transcriptional activator proteins with new DNA-binding specificity

Die Studie demonstriert, dass ein auf Variational Autoencodern basierender Ansatz genutzt werden kann, um hybride Transkriptionsfaktoren mit neuartiger, dualer Promotor-Erkennungsfähigkeit zu entwerfen, wodurch das Design-Spektrum synthetischer genetischer Schaltkreise erweitert wird.

Okuda, S. L., Minami, A., Aiko, M. + 4 more2026-03-13📄 synthetic biology

Continuous hypermutation and evolution of noncanonical amino acid synthases

Diese Studie beschreibt die kontinuierliche Hypermutation und Evolution von Aminosäuresynthasen in Hefe mittels OrthoRep, um intrazellulär nichtkanonische Aminosäuren aus einfachen Vorläufern zu biosynthetisieren und so die genetische Code-Erweiterung für die Produktion modifizierter Proteine zu erleichtern.

Furuhata, Y., Rix, G., Almhjell, P. J. + 1 more2026-03-12📄 synthetic biology

Built-in integrated living electronics: from biosynthesis tomodulation of neuronal function

Die Studie stellt einen bahnbrechenden Ansatz vor, bei dem Zellen autonome, fluoreszierende Fibrillen biosynthetisieren, die als neuromodulatorische Bionik-Neuronen fungieren und durch die direkte Manipulation von Membraneigenschaften und Aktionspotentialen neue Leitwege in lebenden Gehirnen ermöglichen.

Tommasini, G., Iencharelli, M., Santillo, S. + 13 more2026-03-12📄 synthetic biology

Optimization of the glucosinolate core pathway for production of simple glucosinolates in Escherichia coli

In dieser Studie wird die mikrobielle Biosynthese definierter Glucosinolate in *Escherichia coli* durch kombinatorisches Screening von Enzymhomologen, die Optimierung der P450-Expression und das Engineering der Sulfatassimilation erfolgreich realisiert, was zu einer 37-fachen Steigerung der Benzylglucosinolat-Titer und einer 500-fachen Steigerung der Indolyl-3-methylglucosinolat-Produktion im Vergleich zu vorherigen Studien führt.

Poborsky, M., Crocoll, C., Halkier, B. A.2026-03-12📄 synthetic biology

Fung-AI: An AI/ML-driven pipeline for antifungal peptide discovery

Die Studie stellt Fung-AI vor, eine auf Generative Adversarial Networks basierende KI-Pipeline, die erfolgreich neue antimykotische Peptide entwirft, von denen einige sowohl gegen pflanzen- als auch gegen humanpathogene Pilze wirken und ein geringes Zytotoxizitätsprofil aufweisen.

Berman, D. S., Lewis, L. M., Curtis, T. D. + 4 more2026-03-10📄 synthetic biology

Reaction-Conditioned Enzyme Discovery with Multimodal Deep Learning

Das Paper stellt VenusRXN vor, ein multimodales Deep-Learning-Framework, das durch die Verknüpfung von Reaktions- und Proteinrepräsentationen eine präzise, homologieunabhängige Entdeckung neuer Enzyme ermöglicht und dabei in experimentellen Tests erfolgreich völlig neue Biokatalysatoren für unbekannte chemische Reaktionen identifiziert.

Tan, P.2026-03-10📄 synthetic biology

Hydration-dehydration cycles drive compartment dynamics in minimal protocells

Die Studie zeigt, dass wiederkehrende Hydratations-Dehydratations-Zyklen in einem minimalen, chemisch reaktionsfreien Membransystem reproduzierbare zellähnliche Dynamiken wie Wachstum, Teilung und Inhaltsorganisation antreiben, was die Notwendigkeit komplexer chemischer Prozesse für frühe zelluläre Prozesse in Frage stellt.

Zdanowicz, R., Chandramowli, D., De Franceschi, N.2026-03-10📄 synthetic biology

Impact of retroactivity on information flows in engineered synthetic biological circuits

Diese Studie kombiniert stochastische Modellierung und informationstheoretische Analyse, um zu zeigen, wie Retroaktivität die Informationsübertragung in synthetischen biologischen Schaltkreisen einschränkt, gleichzeitig aber als funktioneller Mechanismus für programmierbare Signalverarbeitung genutzt werden kann, wobei reine Verstärkung als unzureichende Gegenmaßnahme identifiziert wird.

Moirangthem, S. S., Raman, K.2026-03-06📄 synthetic biology

Automated mini-bioreactors reveal the temporal dynamics and multi-omics responses of CRISPRi knockdowns in Pseudomonas putida

Die Studie integriert ein streng reguliertes CRISPRi-System in *Pseudomonas putida* mit einer automatisierten Mini-Bioreaktor-Plattform im Turbidostat-Modus, um durch Aufrechterhaltung des exponentiellen Wachstums ein kritisches Zeitfenster für die Analyse essentieller Gen-Silencing-Effekte zu identifizieren und so die Verdrängung durch Escaper-Mutanten zu überwinden, was eine präzise zeitliche Charakterisierung von Phänotypen und eine zuverlässige funktionelle Genomik ermöglicht.

Saavedra, M. A., Grassi, S., Jespersen, M. G. + 5 more2026-03-06📄 synthetic biology

Synthetic Genome Shuffling of Poxviruses through Yeast for Next-Generation Oncolytic Platforms

Diese Studie stellt eine neue Plattform für die synthetische Genom-Shuffling von Pockenviren in Hefe mittels TAR-Rekombination vor, die zur Herstellung funktional diverser, chimerischer onkolytischer Viren mit verbessertem therapeutischem Potenzial führt.

Agaoua, A., Rey, C., Hortelano, J. + 3 more2026-03-06📄 synthetic biology

Engineering S. cerevisiae extracellular vesicles using synthetic biology

Diese Studie demonstriert, dass durch synthetische Biologie optimierte genetische Modifikationen von *Saccharomyces cerevisiae* die effiziente Beladung von extrazellulären Vesikeln mit therapeutischen Proteinen ermöglichen, wobei das Hefe-Protein Bro1 als besonders wirksames Gerüst identifiziert wurde.

Bouffard, J., Trani, J., Pawelczak, A. C. + 3 more2026-03-06📄 synthetic biology

Synergistic Multi-Enzyme Cascades Assembled on Modular Protein Scaffolds for Efficient PET Biorecycling

Diese Studie stellt ein neuartiges, auf modularen Protein-Scaffolds basierendes Multi-Enzym-System vor, das durch die synergistische Kopplung von PETase, MHETase und ICCG die effiziente biokatalytische Umwandlung von PET-Abfall in Terephthalsäure und Ethylenglykol ermöglicht und durch Immobilisierung in MOFs sowie die Integration in Ganzzell-Systeme für eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft optimiert wird.

Zhang, Y., Li, C., Hashemi, E. + 5 more2026-03-04📄 synthetic biology

Fundamental limitations of genomic language models for realistic sequence generation

Die Studie zeigt, dass genomische Sprachmodelle wie Evo 2 und megaDNA zwar lokale Sequenzstatistiken erfassen können, aber aufgrund fundamentaler architektonischer Grenzen systematisch versagen, die langreichweitige Organisation, repetitive Elemente und evolutionären Constraints natürlicher Genome für eine realistische Synthese zu modellieren.

Tzanakakis, A., Mouratidis, I., Georgakopoulos-Soares, I.2026-03-02📄 synthetic biology

High Diversity Gene Libraries Facilitate Machine Learning Guided Exploration of Fluorescent Protein Sequence Space

Die Studie zeigt, dass die experimentelle Erweiterung von Trainingsdaten durch groß angelegte Genbibliotheken und DNA-Shuffling die Extrapolationsgrenzen von Protein-Sprachmodellen überwindet und so die Entdeckung funktionaler, künstlicher fluoreszierender Proteine in bisher unerschlossenen Bereichen des Sequenzraums ermöglicht.

Benabbas, A., Kearns, P., Billo, A. + 2 more2026-03-02📄 synthetic biology

CADGE 2.0, Transcription-Translation-Coupled DNA Replication is Improved in a Chemically Modified Cell-Free System

Die Autoren zeigen, dass die CADGE 2.0-Strategie für die gekoppelte Transkriptions-Translations- und DNA-Replikation in einem zellfreien System durch den Ersatz handelsüblicher Energiegemische durch optimierte, hausgemachte Alternativen deutlich verbessert wird, um eine robuste klonale Amplifikation und effiziente Genexpression zu ermöglichen.

Nagai, R., Ramirez, C. C., Abil, Z.2026-03-01📄 synthetic biology

Evaluating AI-Assisted Customer Verification for Synthetic Nucleic Acid Screening

Die Studie zeigt, dass KI-gestützte Systeme, insbesondere Gemini 2.5 Pro, die menschliche Expertise bei der Legitimitätsprüfung von Bestellungen für synthetische Nukleinsäuren hinsichtlich der Genauigkeit erreichen können, dabei jedoch deutlich kostengünstiger sind und somit eine vielversprechende Ergänzung für die Sicherheitskontrollen in der Biotechnologie darstellen.

Acelas, A., Palya, H., Flyangolts, K. + 2 more2026-03-01📄 synthetic biology

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