Análisis y ajuste de un seguidor genético sintético de señales biomoleculares mediante la aplicación de técnicas de optimización multiobjetivo

Abstract

[ES] La biología sintética permite reconstruir o diseñar sistemas biológicos mediante modelos y una serie de métodos y herramientas con fines específicos como podría ser predecir el comportamiento que presentan. En este trabajo se modeliza un seguidor genético sintético de señales biomoleculares a partir de primeros principios, diseñado para que el seguimiento de la señal que realice sea de alta precisión. Una vez realizada la modelización, se procede a la estimación de sus parámetros con la finalidad de determinar las características de diseño que en un trabajo futuro pueden utilizarse para su implementación física. Para llevar a cabo este análisis se estudia la respuesta del circuito bajo distintas condiciones según dos índices de actuación (u objetivos). A su vez, se recurre a la optimización multiobjetivo para realizar el ajuste del seguidor genético, de modo que logre las especificaciones de salida deseadas.

[EN] Synthetic biology allows us to reconstruct or design biological systems through the use of models and several methods and tools for specific purposes, such as predicting their behavior. In this work, a synthetic genetic tracker of biomolecular signals is modeled based on first principles. It is designed to achieve a high precision signal tracking. Once modeling is done, the parameters are estimated. Its purpose is to determine the design characteristics which will be necessary in future work for physical implementation. To carry out this analysis, the circuit response is studied under different conditions according to two performance indexes (or objectives). In turn, multi-objective optimization is used to adjust the genetic tracker, so that it achieves the desired output specifications.

[CAT/VA] sèrie de mètodes i eines amb fins específics com podrien ser el predir el comportament que presenten. En aquest treball es modelitza un seguidor genètic sintètic de senyals biomoleculars a partir de primers principis, dissenyat per a que el seguiment de la senyal que realitze siga d’alta precisió. Una volta realitzada la modelització, es precedeix a l’estimació dels seus paràmetres amb la finalitat de determinar les característiques de disseny que en un treball futur es poden utilitzar per a la seua implementació física. Per a dur a terme aquest anàlisi s’estudia la resposta del circuit sota diverses condicions segons dos índexs d’actuació (o objectius). Al seu torn, es recorre a la optimització multiobjectiu per a realitzar el ajust del seguidor genètic, de forma que s’aconseguiexen les especificacions d’eixida desitjades.