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Presented by

Susan Westfall, Tim Johnstone, James Gabriels and Avi Biswas

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Quorum Sensing

Small Diffusible Molecules

Regulate Gene Expression

Cell-to-Cell Communication

Coordination of Cellular Networks

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in E.Coliin E.Coli

Simulating Simulating the Oscillator the Oscillator

with the with the Repressilator Repressilator

in E.Coliin E.Coli

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Simulating Simulating the Oscillator the Oscillator

with the with the Repressilator Repressilator

in E.Coliin E.Coli

Simulating Simulating the Oscillator the Oscillator

with the with the Repressilator Repressilator

in E.Coliin E.Coli

Understanding Understanding CircadianCircadian Rhythms Rhythms

Taattcgcggccgcttctagagattgtgagcggataacaattgacattgtgagcggataacaagatactgagcactactagagaaagaggagaaatactagatgactataatgataaaaaaatcggattttttggcaattccatcggaggagtataaaggtattctaagtcttcgttatcaagtgtttaagcaaagacttgagtgggacttagttgtagaaaataaccttgaatcagatgagtatgataactcaaatgcagaatatatttatgcttgtgatgatactgaaaatgtaagtggatgctggcgtttattacctacaacaggtgattatatgctgaaaagtgtttttcctgaattgcttggtcaacagagtgctcccaaagatcctaatatagtcgaattaagtcgttttgctgtaggtaaaaatagctcaaagataaataactctgctagtgaaattacaatgaaactatttgaagctatatataaacacgctgttagtcaaggtattacagaatatgtaacagtaacatcaacagcaatagagcgatttttaaagcgtattaaagttccttgtcatcgtattggagacaaagaaattcatgtattaggtgatactaaatcggttgtattgtctatgcctattaatgaacagtttaaaaaagcagtcttaaatgctgcaaacgacgaaaactacgctttagtagcttaataactctgatagtgctagtgtagatctctactagagaaagaggagaaatactagatggcttcctccgaagacgttatcaaagagttcatgcgtttcaaagttcgtatggaaggttccgttaacggtcacgagttcgaaatcgaaggtgaaggtgaaggtcgtccgtacgaaggtacccagaccgctaaactgaaagttaccaaaggtggtccgctgccgttcgcttgggacatcctgtccccgcagttccagtacggttccaaagcttacgttaaacacccggctgacatcccggactacctgaaactgtccttcccggaaggtttcaaatgggaacgtgttatgaacttcgaagacggtggtgttgttaccgttacccaggactcctccctgcaagacggtgagttcatctacaaagttaaactgcgtggtaccaacttcccgtccgacggtccggttatgcagaaaaaaaccatgggttgggaagcttccaccgaacgtatgtacccggaagacggtgctctgaaaggtgaaatcaaaatgcgtctgaaactgaaagacggtggtcactacgacgctgaagttaaaaccacctacatggctaaaaaaccggttcagctgccgggtgcttacaaaaccgacatcaaactggacatcacctcccacaacgaagactacaccatcgttgaacagtacgaacgtgctgaaggtcgtcactccaccggtgctaggcctgctgcaaacgacgaaaactacgctttagtagcttaataatactagccaggcatcaaataaaacgaaaggctcagtcgaaagactgggcctttcgttttatctgttgtttgtcggtgaacgctctctactagagtcacactggctcaccttcgggtgggcctttctgcgtttatatactagagttgacagctagctcagtcctaggtataatgctagctactagagaaagaggagaaatactagatgaaaaacataaatgccgacgacacatacagaataattaataaaattaaagcttgtagaagcaataatgatattaatcaatgcttatctgatatgactaaaatggtacattgtgaatattatttactcgcgatcatttatcctcattctatggttaaatctgatatttcaatcctagataattaccctaaaaaatggaggcaatattatgatgacgctaatttaataaaatatgatcctatagtagattattctaactccaatcattcaccaattaattggaatatatttgaaaacaatgctgtaaataaaaaatctccaaatgtaattaaagaagcgaaaacatcaggtcttatcactgggtttagttgaattcgcggccgcttctagagattgtgagcggataacaattgacattgtgagcggataacaagatactgagcactactagagaaagaggagaaatactagatgactataatgataaaaaaatcggattttttggcaattccatcggaggagtataaaggtattctaagtcttcgttatcaagtgtttaagcaaagacttgagtgggacttagttgtagaaaataaccttgaatcagatgagtatgataactcaaatgcagaatatatttatgcttgtgatgatactgaaaatgtaagtggatgctggcgtttattacctacaacaggtgattatatgctgaaaagtgtttttcctgaattgcttggtcaacagagtgctcccaaagatcctaatatagtcgaattaagtcgttttgctgtaggtaaaaatagctcaaagataaataactctgctagtgaaattacaatgaaactatttgaagctatatataaacacgctgttagtcaaggtattacagaatatgtaacagtaacatcaacagcaatagagcgatttttaaagcgtattaaagttccttgtcatcgtattggagacaaagaaattcatgtattaggtgatactaaatcggttgtattgtctatgcctattaatgaacagtttaaaaaagcagtcttaaatgctgcaaacgacgaaaactacgctttagtagcttaataactctgatagtgctagtgtagatctctactagagaaagaggagaaatactagatggcttcctccgaagacgttatcaaagagttcatgcgtttcaaagttcgtatggaaggttccgttaacggtcacgagttcgaaatcgaaggtgaaggtgaaggtcgtccgtacgaaggtacccagaccgctaaactgaaagttaccaaaggtggtccgctgccgttcgcttgggacatcctgtccccgcagttccagtacggttccaaagcttacgttaaacacccggctgacatcccggactacctgaaactgtccttcccggaaggtttcaaatgggaacgtgttatgaacttcgaagacggtggtgttgttaccgttacccaggactcctccctgcaagacggtgagttcatctacaaagttaaactgcgtggtaccaacttcccgtccgacggtccggttatgcagaaaaaaaccatgggttgggaagcttccaccgaacgtatgtacccggaagacggtgctctgaaaggtgaaatcaaaatgcgtctgaaactgaaagacggtggtcactacgacgctgaagttaaaaccacctacatggctaaaaaaccggttcagctgccgggtgcttacaaaaccgacatcaaactggacatcacctcccacaacgaagactacaccatcgttgaacagtacgaacgtgctgaaggtcgtcactccaccggtgctaggcctgctgcaaacgacgaaaactacgctttagtagcttaataatactagccaggcatcaaataaaacgaaaggctcagtcgaaagactgggcctttcgttttatctgttgtttgtcggtgaacgctctctactagagtcacactggctcaccttcgggtgggcctttctgcgtttatatactagagttgacagctagctcagtcctaggtataatgctagctactagagaaagaggagaaatactagatgaaaaacataaatgccgacgacacatacagaataattaataaaattaaagcttgtagaagcaataatgatattaatcaatgcttatctgatatgactaaaatggtacattgtgaatattatttactcgcgatcatttatcctcattctatggttaaatctgatatttcaatcctagataattaccctaaaaaatggaggcaatattatgatgacgctaatttaataaaatatgatcctatagtagattattctaactccaatcattcaccaattaattggaatatatttgaaaacaatgctgtaaataaaaaatctccaaatgtaattaaagaagcgaaaacatcaggtcttatcactgggtttagttgaattcgcggccgcttctagagattgtgagcggataacaattgacattgtgagcggataacaagatactgagcactactagagaaagaggagaaatactagatgactataatgataaaaaaatcggattttttggcaattccatcggaggagtataaaggtattctaagtcttcgttatcaagtgtttaagcaaagacttgagtgggacttagttgtagaaaataaccttgaatcagatgagtatgataactcaaatgcagaatatatttatgcttgtgatgatactgaaaatgtaagtggatgctggcgtttattacctacaacaggtgattatatgctgaaaagtgtttttcctgaattgcttggtcaacagagtgctcccaaagatcctaatatagtcgaattaagtcgttttgctgtaggtaaaaatagctcaaagataaataactctgctagtgaaattacaatgaaactatttgaagctatatataaacacgctgttagtcaaggtattacagaatatgtaacagtaacatcaacagcaatagagcgatttttaaagcgtattaaagttccttgtcatcgtattggagacaaagaaattcatgtattaggtgatactaaatcggttgtattgtctatgcctattaatgaacagtttaaaaaagcagtcttaaatgctgca

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Simulating Simulating the Oscillator the Oscillator

with the with the Repressilator Repressilator

in E.Coliin E.Coli

Simulating Simulating the Oscillator the Oscillator

with the with the Repressilator Repressilator

in E.Coliin E.Coli

Understanding Understanding CircadianCircadian Rhythms Rhythms

Taattcgcggccgcttctagagattgtgagcggataacaattgacattgtgagcggataacaagatactgagcactactagagaaagaggagaaatactagatgactataatgataaaaaaatcggattttttggcaattccatcggaggagtataaaggtattctaagtcttcgttatcaagtgtttaagcaaagacttgagtgggacttagttgtagaaaataaccttgaatcagatgagtatgataactcaaatgcagaatatatttatgcttgtgatgatactgaaaatgtaagtggatgctggcgtttattacctacaacaggtgattatatgctgaaaagtgtttttcctgaattgcttggtcaacagagtgctcccaaagatcctaatatagtcgaattaagtcgttttgctgtaggtaaaaatagctcaaagataaataactctgctagtgaaattacaatgaaactatttgaagctatatataaacacgctgttagtcaaggtattacagaatatgtaacagtaacatcaacagcaatagagcgatttttaaagcgtattaaagttccttgtcatcgtattggagacaaagaaattcatgtattaggtgatactaaatcggttgtattgtctatgcctattaatgaacagtttaaaaaagcagtcttaaatgctgcaaacgacgaaaactacgctttagtagcttaataactctgatagtgctagtgtagatctctactagagaaagaggagaaatactagatggcttcctccgaagacgttatcaaagagttcatgcgtttcaaagttcgtatggaaggttccgttaacggtcacgagttcgaaatcgaaggtgaaggtgaaggtcgtccgtacgaaggtacccagaccgctaaactgaaagttaccaaaggtggtccgctgccgttcgcttgggacatcctgtccccgcagttccagtacggttccaaagcttacgttaaacacccggctgacatcccggactacctgaaactgtccttcccggaaggtttcaaatgggaacgtgttatgaacttcgaagacggtggtgttgttaccgttacccaggactcctccctgcaagacggtgagttcatctacaaagttaaactgcgtggtaccaacttcccgtccgacggtccggttatgcagaaaaaaaccatgggttgggaagcttccaccgaacgtatgtacccggaagacggtgctctgaaaggtgaaatcaaaatgcgtctgaaactgaaagacggtggtcactacgacgctgaagttaaaaccacctacatggctaaaaaaccggttcagctgccgggtgcttacaaaaccgacatcaaactggacatcacctcccacaacgaagactacaccatcgttgaacagtacgaacgtgctgaaggtcgtcactccaccggtgctaggcctgctgcaaacgacgaaaactacgctttagtagcttaataatactagccaggcatcaaataaaacgaaaggctcagtcgaaagactgggcctttcgttttatctgttgtttgtcggtgaacgctctctactagagtcacactggctcaccttcgggtgggcctttctgcgtttatatactagagttgacagctagctcagtcctaggtataatgctagctactagagaaagaggagaaatactagatgaaaaacataaatgccgacgacacatacagaataattaataaaattaaagcttgtagaagcaataatgatattaatcaatgcttatctgatatgactaaaatggtacattgtgaatattatttactcgcgatcatttatcctcattctatggttaaatctgatatttcaatcctagataattaccctaaaaaatggaggcaatattatgatgacgctaatttaataaaatatgatcctatagtagattattctaactccaatcattcaccaattaattggaatatatttgaaaacaatgctgtaaataaaaaatctccaaatgtaattaaagaagcgaaaacatcaggtcttatcactgggtttagttgaattcgcggccgcttctagagattgtgagcggataacaattgacattgtgagcggataacaagatactgagcactactagagaaagaggagaaatactagatgactataatgataaaaaaatcggattttttggcaattccatcggaggagtataaaggtattctaagtcttcgttatcaagtgtttaagcaaagacttgagtgggacttagttgtagaaaataaccttgaatcagatgagtatgataactcaaatgcagaatatatttatgcttgtgatgatactgaaaatgtaagtggatgctggcgtttattacctacaacaggtgattatatgctgaaaagtgtttttcctgaattgcttggtcaacagagtgctcccaaagatcctaatatagtcgaattaagtcgttttgctgtaggtaaaaatagctcaaagataaataactctgctagtgaaattacaatgaaactatttgaagctatatataaacacgctgttagtcaaggtattacagaatatgtaacagtaacatcaacagcaatagagcgatttttaaagcgtattaaagttccttgtcatcgtattggagacaaagaaattcatgtattaggtgatactaaatcggttgtattgtctatgcctattaatgaacagtttaaaaaagcagtcttaaatgctgcaaacgacgaaaactacgctttagtagcttaataactctgatagtgctagtgtagatctctactagagaaagaggagaaatactagatggcttcctccgaagacgttatcaaagagttcatgcgtttcaaagttcgtatggaaggttccgttaacggtcacgagttcgaaatcgaaggtgaaggtgaaggtcgtccgtacgaaggtacccagaccgctaaactgaaagttaccaaaggtggtccgctgccgttcgcttgggacatcctgtccccgcagttccagtacggttccaaagcttacgttaaacacccggctgacatcccggactacctgaaactgtccttcccggaaggtttcaaatgggaacgtgttatgaacttcgaagacggtggtgttgttaccgttacccaggactcctccctgcaagacggtgagttcatctacaaagttaaactgcgtggtaccaacttcccgtccgacggtccggttatgcagaaaaaaaccatgggttgggaagcttccaccgaacgtatgtacccggaagacggtgctctgaaaggtgaaatcaaaatgcgtctgaaactgaaagacggtggtcactacgacgctgaagttaaaaccacctacatggctaaaaaaccggttcagctgccgggtgcttacaaaaccgacatcaaactggacatcacctcccacaacgaagactacaccatcgttgaacagtacgaacgtgctgaaggtcgtcactccaccggtgctaggcctgctgcaaacgacgaaaactacgctttagtagcttaataatactagccaggcatcaaataaaacgaaaggctcagtcgaaagactgggcctttcgttttatctgttgtttgtcggtgaacgctctctactagagtcacactggctcaccttcgggtgggcctttctgcgtttatatactagagttgacagctagctcagtcctaggtataatgctagctactagagaaagaggagaaatactagatgaaaaacataaatgccgacgacacatacagaataattaataaaattaaagcttgtagaagcaataatgatattaatcaatgcttatctgatatgactaaaatggtacattgtgaatattatttactcgcgatcatttatcctcattctatggttaaatctgatatttcaatcctagataattaccctaaaaaatggaggcaatattatgatgacgctaatttaataaaatatgatcctatagtagattattctaactccaatcattcaccaattaattggaatatatttgaaaacaatgctgtaaataaaaaatctccaaatgtaattaaagaagcgaaaacatcaggtcttatcactgggtttagttgaattcgcggccgcttctagagattgtgagcggataacaattgacattgtgagcggataacaagatactgagcactactagagaaagaggagaaatactagatgactataatgataaaaaaatcggattttttggcaattccatcggaggagtataaaggtattctaagtcttcgttatcaagtgtttaagcaaagacttgagtgggacttagttgtagaaaataaccttgaatcagatgagtatgataactcaaatgcagaatatatttatgcttgtgatgatactgaaaatgtaagtggatgctggcgtttattacctacaacaggtgattatatgctgaaaagtgtttttcctgaattgcttggtcaacagagtgctcccaaagatcctaatatagtcgaattaagtcgttttgctgtaggtaaaaatagctcaaagataaataactctgctagtgaaattacaatgaaactatttgaagctatatataaacacgctgttagtcaaggtattacagaatatgtaacagtaacatcaacagcaatagagcgatttttaaagcgtattaaagttccttgtcatcgtattggagacaaagaaattcatgtattaggtgatactaaatcggttgtattgtctatgcctattaatgaacagtttaaaaaagcagtcttaaatgctgca

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Simulating Simulating the Oscillator the Oscillator

with the with the Repressilator Repressilator

in E.Coliin E.Coli

Simulating Simulating the Oscillator the Oscillator

with the with the Repressilator Repressilator

in E.Coliin E.Coli

Understanding Understanding CircadianCircadian Rhythms Rhythms

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Simulating Simulating the Oscillator the Oscillator

with the with the Repressilator Repressilator

in E.Coliin E.Coli

Simulating Simulating the Oscillator the Oscillator

with the with the Repressilator Repressilator

in E.Coliin E.Coli

Understanding Understanding CircadianCircadian Rhythms Rhythms

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Simulating Simulating the Oscillator the Oscillator

with the with the Repressilator Repressilator

in E.Coliin E.Coli

Simulating Simulating the Oscillator the Oscillator

with the with the Repressilator Repressilator

in E.Coliin E.Coli

Understanding Understanding CircadianCircadian Rhythms Rhythms

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• McMillan et al. Synchronizing Genetic Relaxation

Oscillators by Inter-cell Signaling

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• Garcia-Ojalvo, Elowitz et al. Modeling a synthetic multicellular clock:

Repressilators coupled by quorum sensing

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• The Oscillator Repressilator System

J40001

I15004

I5610

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Coupling the System to the Repressilator

Simulations and the Coupling

CoupledUncoupled

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Does the Quorum Sensor Oscillate?

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• The Theoretical View– Mathematical Modeling– Deterministic Ordinary Differential Equations– Implemented using Mathematica xlr8r

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aacgacgaaaactacgctttagtagcttaataactctgatagtgctagtgtagatctctactagagaaagaggagaaatactagatggcttcctccgaag

Parameters:

Simulate Network of Cells which act in Synergy

Transcription

Translation

Coupling Constants

Reaction Coefficients

And the list goes on…

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aacgacgaaaactacgctttagtagcttaataactctgatagtgctagtgtagatctctactagagaaagaggagaaatactagatggcttcctccgaag

Uncoupled Example

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Mathematica xlr8r

Network of Coupled Cells

Random Initial Conditions

Synchronization 1-2 periods

Predicted Oscillations

coupled

uncoupled

Taattcgcggccgcttctagagattgtgagcggataacaattgacattgtgagcggataacaagatactgagcactactagagaaagaggagaaatactagatgactataatgataaaaaaatcggattttttggcaattccatcggaggagtataaaggtattctaagtcttcgttatcaagtgtttaagcaaagacttgagtgggacttagttgtagaaaataaccttgaatcagatgagtatgataactcaaatgcagaatatatttatgcttgtgatgatactgaaaatgtaagtggatgctggcgtttattacctacaacaggtgattatatgctgaaaagtgtttttcctgaattgcttggtcaacagagtgctcccaaagatcctaatatagtcgaattaagtcgttttgctgtaggtaaaaatagctcaaagataaataactctgctagtgaaattacaatgaaactatttgaagctatatataaacacgctgttagtcaaggtattacagaatatgtaacagtaacatcaacagcaatagagcgatttttaaagcgtattaaagttccttgtcatcgtattggagacaaagaaattcatgtattaggtgatactaaatcggttgtattgtctatgcctattaatgaacagtttaaaaaagcagtcttaaatgctgcaaacgacgaaaactacgctttagtagcttaataactctgatagtgctagtgtagatctctactagagaaagaggagaaatactagatggcttcctccgaagacgttatcaaagagttcatgcgtttcaaagttcgtatggaaggttccgttaacggtcacgagttcgaaatcgaaggtgaaggtgaaggtcgtccgtacgaaggtacccagaccgctaaactgaaagttaccaaaggtggtccgctgccgttcgcttgggacatcctgtccccgcagttccagtacggttccaaagcttacgttaaacacccggctgacatcccggactacctgaaactgtccttcccggaaggtttcaaatgggaacgtgttatgaacttcgaagacggtggtgttgttaccgttacccaggactcctccctgcaagacggtgagttcatctacaaagttaaactgcgtggtaccaacttcccgtccgacggtccggttatgcagaaaaaaaccatgggttgggaagcttccaccgaacgtatgtacccggaagacggtgctctgaaaggtgaaatcaaaatgcgtctgaaactgaaagacggtggtcactacgacgctgaagttaaaaccacctacatggctaaaaaaccggttcagctgccgggtgcttacaaaaccgacatcaaactggacatcacctcccacaacgaagactacaccatcgttgaacagtacgaacgtgctgaaggtcgtcactccaccggtgctaggcctgctgcaaacgacgaaaactacgctttagtagcttaataatactagccaggcatcaaataaaacgaaaggctcagtcgaaagactgggcctttcgttttatctgttgtttgtcggtgaacgctctctactagagtcacactggctcaccttcgggtgggcctttctgcgtttatatactagagttgacagctagctcagtcctaggtataatgctagctactagagaaagaggagaaatactagatgaaaaacataaatgccgacgacacatacagaataattaataaaattaaagcttgtagaagcaataatgatattaatcaatgcttatctgatatgactaaaatggtacattgtgaatattatttactcgcgatcatttatcctcattctatggttaaatctgatatttcaatcctagataattaccctaaaaaatggaggcaatattatgatgacgctaatttaataaaatatgatcctatagtagattattctaactccaatcattcaccaattaattggaatatatttgaaaacaatgctgtaaataaaaaatctccaaatgtaattaaagaagcgaaaacatcaggtcttatcactgggtttagttgaattcgcggccgcttctagagattgtgagcggataacaattgacattgtgagcggataacaagatactgagcactactagagaaagaggagaaatactagatgactataatgataaaaaaatcggattttttggcaattccatcggaggagtataaaggtattctaagtcttcgttatcaagtgtttaagcaaagacttgagtgggacttagttgtagaaaataaccttgaatcagatgagtatgataactcaaatgcagaatatatttatgcttgtgatgatactgaaaatgtaagtggatgctggcgtttattacctacaacaggtgattatatgctgaaaagtgtttttcctgaattgcttggtcaacagagtgctcccaaagatcctaatatagtcgaattaagtcgttttgctgtaggtaaaaatagctcaaagataaataactctgctagtgaaattacaatgaaactatttgaagctatatataaacacgctgttagtcaaggtattacagaatatgtaacagtaacatcaacagcaatagagcgatttttaaagcgtattaaagttccttgtcatcgtattggagacaaagaaattcatgtattaggtgatactaaatcggttgtattgtctatgcctattaatgaacagtttaaaaaagcagtcttaaatgctgcaaacgacgaaaactacgctttagtagcttaataactctgatagtgctagtgtagatctctactagagaaagaggagaaatactagatggcttcctccgaagacgttatcaaagagttcatgcgtttcaaagttcgtatggaaggttccgttaacggtcacgagttcgaaatcgaaggtgaaggtgaaggtcgtccgtacgaaggtacccagaccgctaaactgaaagttaccaaaggtggtccgctgccgttcgcttgggacatcctgtccccgcagttccagtacggttccaaagcttacgttaaacacccggctgacatcccggactacctgaaactgtccttcccggaaggtttcaaatgggaacgtgttatgaacttcgaagacggtggtgttgttaccgttacccaggactcctccctgcaagacggtgagttcatctacaaagttaaactgcgtggtaccaacttcccgtccgacggtccggttatgcagaaaaaaaccatgggttgggaagcttccaccgaacgtatgtacccggaagacggtgctctgaaaggtgaaatcaaaatgcgtctgaaactgaaagacggtggtcactacgacgctgaagttaaaaccacctacatggctaaaaaaccggttcagctgccgggtgcttacaaaaccgacatcaaactggacatcacctcccacaacgaagactacaccatcgttgaacagtacgaacgtgctgaaggtcgtcactccaccggtgctaggcctgctgcaaacgacgaaaactacgctttagtagcttaataatactagccaggcatcaaataaaacgaaaggctcagtcgaaagactgggcctttcgttttatctgttgtttgtcggtgaacgctctctactagagtcacactggctcaccttcgggtgggcctttctgcgtttatatactagagttgacagctagctcagtcctaggtataatgctagctactagagaaagaggagaaatactagatgaaaaacataaatgccgacgacacatacagaataattaataaaattaaagcttgtagaagcaataatgatattaatcaatgcttatctgatatgactaaaatggtacattgtgaatattatttactcgcgatcatttatcctcattctatggttaaatctgatatttcaatcctagataattaccctaaaaaatggaggcaatattatgatgacgctaatttaataaaatatgatcctatagtagattattctaactccaatcattcaccaattaattggaatatatttgaaaacaatgctgtaaataaaaaatctccaaatgtaattaaagaagcgaaaacatcaggtcttatcactgggtttagttgaattcgcggccgcttctagagattgtgagcggataacaattgacattgtgagcggataacaagatactgagcactactagagaaagaggagaaatactagatgactataatgataaaaaaatcggattttttggcaattccatcggaggagtataaaggtattctaagtcttcgttatcaagtgtttaagcaaagacttgagtgggacttagttgtagaaaataaccttgaatcagatgagtatgataactcaaatgcagaatatatttatgcttgtgatgatactgaaaatgtaagtggatgctggcgtttattacctacaacaggtgattatatgctgaaaagtgtttttcctgaattgcttggtcaacagagtgctcccaaagatcctaatatagtcgaattaagtcgttttgctgtaggtaaaaatagctcaaagataaataactctgctagtgaaattacaatgaaactatttgaagctatatataaacacgctgttagtcaaggtattacagaatatgtaacagtaacatcaacagcaatagagcgatttttaaagcgtattaaagttccttgtcatcgtattggagacaaagaaattcatgtattaggtgatactaaatcggttgtattgtctatgcctattaatgaacagtttaaaaaagcagtcttaaatgctgca

aacgacgaaaactacgctttagtagcttaataactctgatagtgctagtgtagatctctactagagaaagaggagaaatactagatggcttcctccgaag

Continuum Approximations

Modeled from Elowitz System

Transform into Uncoupled, Linear System of Ordinary Differential Equations

][][][

][][][

'1

'

1

mRNALacLacdt

Lacd

mRNALuxLuxIdt

LuxId

][][

][][

][][

][][

12

2'1

'

111

11

mRNALackLuxKp

LuxmRNALac

mRNALuxkLacK

LacmRNALux

nn

n

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[Lac]

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Phase Portrait

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[Lac]

[LuxI]

System Progression from any point

The Dynamics are Attracted towards the Fixed Point

Explains the Dampening of Oscillations… over time

Disturbances from stochastic influences

Low plasmid copy number

Time Delay Constant (AI)

Phase Portrait

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Team Awesome Oscillators

The Oscillator

Team Triple Ligation (Hai-Ya)

A new Construct

Theory Team

The simulators + Algorithm Construction

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Oscillating Components

I15004: LuxR generator + LacI regulated lambda cI (LVA)+LuxI (LVA)

J40001: LacI(LVA)+ECFP(LVA) under luxpR promoter(LuxR/HSL reg.)

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Simulations predicted Oscillations

Results were reproduced in the Lab

Coupled vs. Uncoupled

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Recreation of Oscillating System

I + J Zeiss510 Confocal Microscope

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Plate Reader Spectrophotometer

Quantitative Assay

96-well Reader

17 hours; Pictures every 5 minutes

More Efficient

Effective usage of Lab Time/Resources

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IPTG

Lac Analog

Simulation Predictions:

Addition of Lac blocks the system

Allows the system to be reset

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Plate Reader Experiment

Concentrated Dilute

IPTG

Is this what we expected?

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Dox

Tetracyclin Analog

Simulation Predictions:

Eliminate LuxR as a Limiting Factor

Uncouple the system

Taattcgcggccgcttctagagattgtgagcggataacaattgacattgtgagcggataacaagatactgagcactactagagaaagaggagaaatactagatgactataatgataaaaaaatcggattttttggcaattccatcggaggagtataaaggtattctaagtcttcgttatcaagtgtttaagcaaagacttgagtgggacttagttgtagaaaataaccttgaatcagatgagtatgataactcaaatgcagaatatatttatgcttgtgatgatactgaaaatgtaagtggatgctggcgtttattacctacaacaggtgattatatgctgaaaagtgtttttcctgaattgcttggtcaacagagtgctcccaaagatcctaatatagtcgaattaagtcgttttgctgtaggtaaaaatagctcaaagataaataactctgctagtgaaattacaatgaaactatttgaagctatatataaacacgctgttagtcaaggtattacagaatatgtaacagtaacatcaacagcaatagagcgatttttaaagcgtattaaagttccttgtcatcgtattggagacaaagaaattcatgtattaggtgatactaaatcggttgtattgtctatgcctattaatgaacagtttaaaaaagcagtcttaaatgctgcaaacgacgaaaactacgctttagtagcttaataactctgatagtgctagtgtagatctctactagagaaagaggagaaatactagatggcttcctccgaagacgttatcaaagagttcatgcgtttcaaagttcgtatggaaggttccgttaacggtcacgagttcgaaatcgaaggtgaaggtgaaggtcgtccgtacgaaggtacccagaccgctaaactgaaagttaccaaaggtggtccgctgccgttcgcttgggacatcctgtccccgcagttccagtacggttccaaagcttacgttaaacacccggctgacatcccggactacctgaaactgtccttcccggaaggtttcaaatgggaacgtgttatgaacttcgaagacggtggtgttgttaccgttacccaggactcctccctgcaagacggtgagttcatctacaaagttaaactgcgtggtaccaacttcccgtccgacggtccggttatgcagaaaaaaaccatgggttgggaagcttccaccgaacgtatgtacccggaagacggtgctctgaaaggtgaaatcaaaatgcgtctgaaactgaaagacggtggtcactacgacgctgaagttaaaaccacctacatggctaaaaaaccggttcagctgccgggtgcttacaaaaccgacatcaaactggacatcacctcccacaacgaagactacaccatcgttgaacagtacgaacgtgctgaaggtcgtcactccaccggtgctaggcctgctgcaaacgacgaaaactacgctttagtagcttaataatactagccaggcatcaaataaaacgaaaggctcagtcgaaagactgggcctttcgttttatctgttgtttgtcggtgaacgctctctactagagtcacactggctcaccttcgggtgggcctttctgcgtttatatactagagttgacagctagctcagtcctaggtataatgctagctactagagaaagaggagaaatactagatgaaaaacataaatgccgacgacacatacagaataattaataaaattaaagcttgtagaagcaataatgatattaatcaatgcttatctgatatgactaaaatggtacattgtgaatattatttactcgcgatcatttatcctcattctatggttaaatctgatatttcaatcctagataattaccctaaaaaatggaggcaatattatgatgacgctaatttaataaaatatgatcctatagtagattattctaactccaatcattcaccaattaattggaatatatttgaaaacaatgctgtaaataaaaaatctccaaatgtaattaaagaagcgaaaacatcaggtcttatcactgggtttagttgaattcgcggccgcttctagagattgtgagcggataacaattgacattgtgagcggataacaagatactgagcactactagagaaagaggagaaatactagatgactataatgataaaaaaatcggattttttggcaattccatcggaggagtataaaggtattctaagtcttcgttatcaagtgtttaagcaaagacttgagtgggacttagttgtagaaaataaccttgaatcagatgagtatgataactcaaatgcagaatatatttatgcttgtgatgatactgaaaatgtaagtggatgctggcgtttattacctacaacaggtgattatatgctgaaaagtgtttttcctgaattgcttggtcaacagagtgctcccaaagatcctaatatagtcgaattaagtcgttttgctgtaggtaaaaatagctcaaagataaataactctgctagtgaaattacaatgaaactatttgaagctatatataaacacgctgttagtcaaggtattacagaatatgtaacagtaacatcaacagcaatagagcgatttttaaagcgtattaaagttccttgtcatcgtattggagacaaagaaattcatgtattaggtgatactaaatcggttgtattgtctatgcctattaatgaacagtttaaaaaagcagtcttaaatgctgcaaacgacgaaaactacgctttagtagcttaataactctgatagtgctagtgtagatctctactagagaaagaggagaaatactagatggcttcctccgaagacgttatcaaagagttcatgcgtttcaaagttcgtatggaaggttccgttaacggtcacgagttcgaaatcgaaggtgaaggtgaaggtcgtccgtacgaaggtacccagaccgctaaactgaaagttaccaaaggtggtccgctgccgttcgcttgggacatcctgtccccgcagttccagtacggttccaaagcttacgttaaacacccggctgacatcccggactacctgaaactgtccttcccggaaggtttcaaatgggaacgtgttatgaacttcgaagacggtggtgttgttaccgttacccaggactcctccctgcaagacggtgagttcatctacaaagttaaactgcgtggtaccaacttcccgtccgacggtccggttatgcagaaaaaaaccatgggttgggaagcttccaccgaacgtatgtacccggaagacggtgctctgaaaggtgaaatcaaaatgcgtctgaaactgaaagacggtggtcactacgacgctgaagttaaaaccacctacatggctaaaaaaccggttcagctgccgggtgcttacaaaaccgacatcaaactggacatcacctcccacaacgaagactacaccatcgttgaacagtacgaacgtgctgaaggtcgtcactccaccggtgctaggcctgctgcaaacgacgaaaactacgctttagtagcttaataatactagccaggcatcaaataaaacgaaaggctcagtcgaaagactgggcctttcgttttatctgttgtttgtcggtgaacgctctctactagagtcacactggctcaccttcgggtgggcctttctgcgtttatatactagagttgacagctagctcagtcctaggtataatgctagctactagagaaagaggagaaatactagatgaaaaacataaatgccgacgacacatacagaataattaataaaattaaagcttgtagaagcaataatgatattaatcaatgcttatctgatatgactaaaatggtacattgtgaatattatttactcgcgatcatttatcctcattctatggttaaatctgatatttcaatcctagataattaccctaaaaaatggaggcaatattatgatgacgctaatttaataaaatatgatcctatagtagattattctaactccaatcattcaccaattaattggaatatatttgaaaacaatgctgtaaataaaaaatctccaaatgtaattaaagaagcgaaaacatcaggtcttatcactgggtttagttgaattcgcggccgcttctagagattgtgagcggataacaattgacattgtgagcggataacaagatactgagcactactagagaaagaggagaaatactagatgactataatgataaaaaaatcggattttttggcaattccatcggaggagtataaaggtattctaagtcttcgttatcaagtgtttaagcaaagacttgagtgggacttagttgtagaaaataaccttgaatcagatgagtatgataactcaaatgcagaatatatttatgcttgtgatgatactgaaaatgtaagtggatgctggcgtttattacctacaacaggtgattatatgctgaaaagtgtttttcctgaattgcttggtcaacagagtgctcccaaagatcctaatatagtcgaattaagtcgttttgctgtaggtaaaaatagctcaaagataaataactctgctagtgaaattacaatgaaactatttgaagctatatataaacacgctgttagtcaaggtattacagaatatgtaacagtaacatcaacagcaatagagcgatttttaaagcgtattaaagttccttgtcatcgtattggagacaaagaaattcatgtattaggtgatactaaatcggttgtattgtctatgcctattaatgaacagtttaaaaaagcagtcttaaatgctgca

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Plate Reader Experiment

Concentrated Dilute

Dox

Is this what we expected?

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AHL

The AI

Simulation Predictions:

Stalls the System

Faster Synchronization

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Plate Reader Experiment

Concentrated Dilute

AHL

Is this what we expected?

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J40001-Alone Experiments

Do the BL21 cells’ endogenous Lac affect oscillations?

Is the I15004 brick contributing?

Different Parameters

Expected from Simulations: No oscillations

Results: Well…

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J40001 Alone Experiments

Concentrated Dilute

Dox

IPTG

Alone

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J40001 Alone Experiments

Concentrated Dilute

IPTG + AHL

IPTG + Dox

AHL

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Caveat…

Oscillations only in BL21 (lac+)

No Oscillations in MC4100 (lac-)

BL21 Strain

Taattcgcggccgcttctagagattgtgagcggataacaattgacattgtgagcggataacaagatactgagcactactagagaaagaggagaaatactagatgactataatgataaaaaaatcggattttttggcaattccatcggaggagtataaaggtattctaagtcttcgttatcaagtgtttaagcaaagacttgagtgggacttagttgtagaaaataaccttgaatcagatgagtatgataactcaaatgcagaatatatttatgcttgtgatgatactgaaaatgtaagtggatgctggcgtttattacctacaacaggtgattatatgctgaaaagtgtttttcctgaattgcttggtcaacagagtgctcccaaagatcctaatatagtcgaattaagtcgttttgctgtaggtaaaaatagctcaaagataaataactctgctagtgaaattacaatgaaactatttgaagctatatataaacacgctgttagtcaaggtattacagaatatgtaacagtaacatcaacagcaatagagcgatttttaaagcgtattaaagttccttgtcatcgtattggagacaaagaaattcatgtattaggtgatactaaatcggttgtattgtctatgcctattaatgaacagtttaaaaaagcagtcttaaatgctgcaaacgacgaaaactacgctttagtagcttaataactctgatagtgctagtgtagatctctactagagaaagaggagaaatactagatggcttcctccgaagacgttatcaaagagttcatgcgtttcaaagttcgtatggaaggttccgttaacggtcacgagttcgaaatcgaaggtgaaggtgaaggtcgtccgtacgaaggtacccagaccgctaaactgaaagttaccaaaggtggtccgctgccgttcgcttgggacatcctgtccccgcagttccagtacggttccaaagcttacgttaaacacccggctgacatcccggactacctgaaactgtccttcccggaaggtttcaaatgggaacgtgttatgaacttcgaagacggtggtgttgttaccgttacccaggactcctccctgcaagacggtgagttcatctacaaagttaaactgcgtggtaccaacttcccgtccgacggtccggttatgcagaaaaaaaccatgggttgggaagcttccaccgaacgtatgtacccggaagacggtgctctgaaaggtgaaatcaaaatgcgtctgaaactgaaagacggtggtcactacgacgctgaagttaaaaccacctacatggctaaaaaaccggttcagctgccgggtgcttacaaaaccgacatcaaactggacatcacctcccacaacgaagactacaccatcgttgaacagtacgaacgtgctgaaggtcgtcactccaccggtgctaggcctgctgcaaacgacgaaaactacgctttagtagcttaataatactagccaggcatcaaataaaacgaaaggctcagtcgaaagactgggcctttcgttttatctgttgtttgtcggtgaacgctctctactagagtcacactggctcaccttcgggtgggcctttctgcgtttatatactagagttgacagctagctcagtcctaggtataatgctagctactagagaaagaggagaaatactagatgaaaaacataaatgccgacgacacatacagaataattaataaaattaaagcttgtagaagcaataatgatattaatcaatgcttatctgatatgactaaaatggtacattgtgaatattatttactcgcgatcatttatcctcattctatggttaaatctgatatttcaatcctagataattaccctaaaaaatggaggcaatattatgatgacgctaatttaataaaatatgatcctatagtagattattctaactccaatcattcaccaattaattggaatatatttgaaaacaatgctgtaaataaaaaatctccaaatgtaattaaagaagcgaaaacatcaggtcttatcactgggtttagttgaattcgcggccgcttctagagattgtgagcggataacaattgacattgtgagcggataacaagatactgagcactactagagaaagaggagaaatactagatgactataatgataaaaaaatcggattttttggcaattccatcggaggagtataaaggtattctaagtcttcgttatcaagtgtttaagcaaagacttgagtgggacttagttgtagaaaataaccttgaatcagatgagtatgataactcaaatgcagaatatatttatgcttgtgatgatactgaaaatgtaagtggatgctggcgtttattacctacaacaggtgattatatgctgaaaagtgtttttcctgaattgcttggtcaacagagtgctcccaaagatcctaatatagtcgaattaagtcgttttgctgtaggtaaaaatagctcaaagataaataactctgctagtgaaattacaatgaaactatttgaagctatatataaacacgctgttagtcaaggtattacagaatatgtaacagtaacatcaacagcaatagagcgatttttaaagcgtattaaagttccttgtcatcgtattggagacaaagaaattcatgtattaggtgatactaaatcggttgtattgtctatgcctattaatgaacagtttaaaaaagcagtcttaaatgctgcaaacgacgaaaactacgctttagtagcttaataactctgatagtgctagtgtagatctctactagagaaagaggagaaatactagatggcttcctccgaagacgttatcaaagagttcatgcgtttcaaagttcgtatggaaggttccgttaacggtcacgagttcgaaatcgaaggtgaaggtgaaggtcgtccgtacgaaggtacccagaccgctaaactgaaagttaccaaaggtggtccgctgccgttcgcttgggacatcctgtccccgcagttccagtacggttccaaagcttacgttaaacacccggctgacatcccggactacctgaaactgtccttcccggaaggtttcaaatgggaacgtgttatgaacttcgaagacggtggtgttgttaccgttacccaggactcctccctgcaagacggtgagttcatctacaaagttaaactgcgtggtaccaacttcccgtccgacggtccggttatgcagaaaaaaaccatgggttgggaagcttccaccgaacgtatgtacccggaagacggtgctctgaaaggtgaaatcaaaatgcgtctgaaactgaaagacggtggtcactacgacgctgaagttaaaaccacctacatggctaaaaaaccggttcagctgccgggtgcttacaaaaccgacatcaaactggacatcacctcccacaacgaagactacaccatcgttgaacagtacgaacgtgctgaaggtcgtcactccaccggtgctaggcctgctgcaaacgacgaaaactacgctttagtagcttaataatactagccaggcatcaaataaaacgaaaggctcagtcgaaagactgggcctttcgttttatctgttgtttgtcggtgaacgctctctactagagtcacactggctcaccttcgggtgggcctttctgcgtttatatactagagttgacagctagctcagtcctaggtataatgctagctactagagaaagaggagaaatactagatgaaaaacataaatgccgacgacacatacagaataattaataaaattaaagcttgtagaagcaataatgatattaatcaatgcttatctgatatgactaaaatggtacattgtgaatattatttactcgcgatcatttatcctcattctatggttaaatctgatatttcaatcctagataattaccctaaaaaatggaggcaatattatgatgacgctaatttaataaaatatgatcctatagtagattattctaactccaatcattcaccaattaattggaatatatttgaaaacaatgctgtaaataaaaaatctccaaatgtaattaaagaagcgaaaacatcaggtcttatcactgggtttagttgaattcgcggccgcttctagagattgtgagcggataacaattgacattgtgagcggataacaagatactgagcactactagagaaagaggagaaatactagatgactataatgataaaaaaatcggattttttggcaattccatcggaggagtataaaggtattctaagtcttcgttatcaagtgtttaagcaaagacttgagtgggacttagttgtagaaaataaccttgaatcagatgagtatgataactcaaatgcagaatatatttatgcttgtgatgatactgaaaatgtaagtggatgctggcgtttattacctacaacaggtgattatatgctgaaaagtgtttttcctgaattgcttggtcaacagagtgctcccaaagatcctaatatagtcgaattaagtcgttttgctgtaggtaaaaatagctcaaagataaataactctgctagtgaaattacaatgaaactatttgaagctatatataaacacgctgttagtcaaggtattacagaatatgtaacagtaacatcaacagcaatagagcgatttttaaagcgtattaaagttccttgtcatcgtattggagacaaagaaattcatgtattaggtgatactaaatcggttgtattgtctatgcctattaatgaacagtttaaaaaagcagtcttaaatgctgca

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Conclusions:

The I15004 Brick is sub-optimal

Does not give enough information

Want true Constitutive LuxR and a second Reporter Gene

Taattcgcggccgcttctagagattgtgagcggataacaattgacattgtgagcggataacaagatactgagcactactagagaaagaggagaaatactagatgactataatgataaaaaaatcggattttttggcaattccatcggaggagtataaaggtattctaagtcttcgttatcaagtgtttaagcaaagacttgagtgggacttagttgtagaaaataaccttgaatcagatgagtatgataactcaaatgcagaatatatttatgcttgtgatgatactgaaaatgtaagtggatgctggcgtttattacctacaacaggtgattatatgctgaaaagtgtttttcctgaattgcttggtcaacagagtgctcccaaagatcctaatatagtcgaattaagtcgttttgctgtaggtaaaaatagctcaaagataaataactctgctagtgaaattacaatgaaactatttgaagctatatataaacacgctgttagtcaaggtattacagaatatgtaacagtaacatcaacagcaatagagcgatttttaaagcgtattaaagttccttgtcatcgtattggagacaaagaaattcatgtattaggtgatactaaatcggttgtattgtctatgcctattaatgaacagtttaaaaaagcagtcttaaatgctgcaaacgacgaaaactacgctttagtagcttaataactctgatagtgctagtgtagatctctactagagaaagaggagaaatactagatggcttcctccgaagacgttatcaaagagttcatgcgtttcaaagttcgtatggaaggttccgttaacggtcacgagttcgaaatcgaaggtgaaggtgaaggtcgtccgtacgaaggtacccagaccgctaaactgaaagttaccaaaggtggtccgctgccgttcgcttgggacatcctgtccccgcagttccagtacggttccaaagcttacgttaaacacccggctgacatcccggactacctgaaactgtccttcccggaaggtttcaaatgggaacgtgttatgaacttcgaagacggtggtgttgttaccgttacccaggactcctccctgcaagacggtgagttcatctacaaagttaaactgcgtggtaccaacttcccgtccgacggtccggttatgcagaaaaaaaccatgggttgggaagcttccaccgaacgtatgtacccggaagacggtgctctgaaaggtgaaatcaaaatgcgtctgaaactgaaagacggtggtcactacgacgctgaagttaaaaccacctacatggctaaaaaaccggttcagctgccgggtgcttacaaaaccgacatcaaactggacatcacctcccacaacgaagactacaccatcgttgaacagtacgaacgtgctgaaggtcgtcactccaccggtgctaggcctgctgcaaacgacgaaaactacgctttagtagcttaataatactagccaggcatcaaataaaacgaaaggctcagtcgaaagactgggcctttcgttttatctgttgtttgtcggtgaacgctctctactagagtcacactggctcaccttcgggtgggcctttctgcgtttatatactagagttgacagctagctcagtcctaggtataatgctagctactagagaaagaggagaaatactagatgaaaaacataaatgccgacgacacatacagaataattaataaaattaaagcttgtagaagcaataatgatattaatcaatgcttatctgatatgactaaaatggtacattgtgaatattatttactcgcgatcatttatcctcattctatggttaaatctgatatttcaatcctagataattaccctaaaaaatggaggcaatattatgatgacgctaatttaataaaatatgatcctatagtagattattctaactccaatcattcaccaattaattggaatatatttgaaaacaatgctgtaaataaaaaatctccaaatgtaattaaagaagcgaaaacatcaggtcttatcactgggtttagttgaattcgcggccgcttctagagattgtgagcggataacaattgacattgtgagcggataacaagatactgagcactactagagaaagaggagaaatactagatgactataatgataaaaaaatcggattttttggcaattccatcggaggagtataaaggtattctaagtcttcgttatcaagtgtttaagcaaagacttgagtgggacttagttgtagaaaataaccttgaatcagatgagtatgataactcaaatgcagaatatatttatgcttgtgatgatactgaaaatgtaagtggatgctggcgtttattacctacaacaggtgattatatgctgaaaagtgtttttcctgaattgcttggtcaacagagtgctcccaaagatcctaatatagtcgaattaagtcgttttgctgtaggtaaaaatagctcaaagataaataactctgctagtgaaattacaatgaaactatttgaagctatatataaacacgctgttagtcaaggtattacagaatatgtaacagtaacatcaacagcaatagagcgatttttaaagcgtattaaagttccttgtcatcgtattggagacaaagaaattcatgtattaggtgatactaaatcggttgtattgtctatgcctattaatgaacagtttaaaaaagcagtcttaaatgctgcaaacgacgaaaactacgctttagtagcttaataactctgatagtgctagtgtagatctctactagagaaagaggagaaatactagatggcttcctccgaagacgttatcaaagagttcatgcgtttcaaagttcgtatggaaggttccgttaacggtcacgagttcgaaatcgaaggtgaaggtgaaggtcgtccgtacgaaggtacccagaccgctaaactgaaagttaccaaaggtggtccgctgccgttcgcttgggacatcctgtccccgcagttccagtacggttccaaagcttacgttaaacacccggctgacatcccggactacctgaaactgtccttcccggaaggtttcaaatgggaacgtgttatgaacttcgaagacggtggtgttgttaccgttacccaggactcctccctgcaagacggtgagttcatctacaaagttaaactgcgtggtaccaacttcccgtccgacggtccggttatgcagaaaaaaaccatgggttgggaagcttccaccgaacgtatgtacccggaagacggtgctctgaaaggtgaaatcaaaatgcgtctgaaactgaaagacggtggtcactacgacgctgaagttaaaaccacctacatggctaaaaaaccggttcagctgccgggtgcttacaaaaccgacatcaaactggacatcacctcccacaacgaagactacaccatcgttgaacagtacgaacgtgctgaaggtcgtcactccaccggtgctaggcctgctgcaaacgacgaaaactacgctttagtagcttaataatactagccaggcatcaaataaaacgaaaggctcagtcgaaagactgggcctttcgttttatctgttgtttgtcggtgaacgctctctactagagtcacactggctcaccttcgggtgggcctttctgcgtttatatactagagttgacagctagctcagtcctaggtataatgctagctactagagaaagaggagaaatactagatgaaaaacataaatgccgacgacacatacagaataattaataaaattaaagcttgtagaagcaataatgatattaatcaatgcttatctgatatgactaaaatggtacattgtgaatattatttactcgcgatcatttatcctcattctatggttaaatctgatatttcaatcctagataattaccctaaaaaatggaggcaatattatgatgacgctaatttaataaaatatgatcctatagtagattattctaactccaatcattcaccaattaattggaatatatttgaaaacaatgctgtaaataaaaaatctccaaatgtaattaaagaagcgaaaacatcaggtcttatcactgggtttagttgaattcgcggccgcttctagagattgtgagcggataacaattgacattgtgagcggataacaagatactgagcactactagagaaagaggagaaatactagatgactataatgataaaaaaatcggattttttggcaattccatcggaggagtataaaggtattctaagtcttcgttatcaagtgtttaagcaaagacttgagtgggacttagttgtagaaaataaccttgaatcagatgagtatgataactcaaatgcagaatatatttatgcttgtgatgatactgaaaatgtaagtggatgctggcgtttattacctacaacaggtgattatatgctgaaaagtgtttttcctgaattgcttggtcaacagagtgctcccaaagatcctaatatagtcgaattaagtcgttttgctgtaggtaaaaatagctcaaagataaataactctgctagtgaaattacaatgaaactatttgaagctatatataaacacgctgttagtcaaggtattacagaatatgtaacagtaacatcaacagcaatagagcgatttttaaagcgtattaaagttccttgtcatcgtattggagacaaagaaattcatgtattaggtgatactaaatcggttgtattgtctatgcctattaatgaacagtttaaaaaagcagtcttaaatgctgca

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Similar brick to I15004 synthesized

pLac * rbs * luxI * RFP * stop * pConst * rbs * luxR * stop

Not yet Arrived…

I724007!

Taattcgcggccgcttctagagattgtgagcggataacaattgacattgtgagcggataacaagatactgagcactactagagaaagaggagaaatactagatgactataatgataaaaaaatcggattttttggcaattccatcggaggagtataaaggtattctaagtcttcgttatcaagtgtttaagcaaagacttgagtgggacttagttgtagaaaataaccttgaatcagatgagtatgataactcaaatgcagaatatatttatgcttgtgatgatactgaaaatgtaagtggatgctggcgtttattacctacaacaggtgattatatgctgaaaagtgtttttcctgaattgcttggtcaacagagtgctcccaaagatcctaatatagtcgaattaagtcgttttgctgtaggtaaaaatagctcaaagataaataactctgctagtgaaattacaatgaaactatttgaagctatatataaacacgctgttagtcaaggtattacagaatatgtaacagtaacatcaacagcaatagagcgatttttaaagcgtattaaagttccttgtcatcgtattggagacaaagaaattcatgtattaggtgatactaaatcggttgtattgtctatgcctattaatgaacagtttaaaaaagcagtcttaaatgctgcaaacgacgaaaactacgctttagtagcttaataactctgatagtgctagtgtagatctctactagagaaagaggagaaatactagatggcttcctccgaagacgttatcaaagagttcatgcgtttcaaagttcgtatggaaggttccgttaacggtcacgagttcgaaatcgaaggtgaaggtgaaggtcgtccgtacgaaggtacccagaccgctaaactgaaagttaccaaaggtggtccgctgccgttcgcttgggacatcctgtccccgcagttccagtacggttccaaagcttacgttaaacacccggctgacatcccggactacctgaaactgtccttcccggaaggtttcaaatgggaacgtgttatgaacttcgaagacggtggtgttgttaccgttacccaggactcctccctgcaagacggtgagttcatctacaaagttaaactgcgtggtaccaacttcccgtccgacggtccggttatgcagaaaaaaaccatgggttgggaagcttccaccgaacgtatgtacccggaagacggtgctctgaaaggtgaaatcaaaatgcgtctgaaactgaaagacggtggtcactacgacgctgaagttaaaaccacctacatggctaaaaaaccggttcagctgccgggtgcttacaaaaccgacatcaaactggacatcacctcccacaacgaagactacaccatcgttgaacagtacgaacgtgctgaaggtcgtcactccaccggtgctaggcctgctgcaaacgacgaaaactacgctttagtagcttaataatactagccaggcatcaaataaaacgaaaggctcagtcgaaagactgggcctttcgttttatctgttgtttgtcggtgaacgctctctactagagtcacactggctcaccttcgggtgggcctttctgcgtttatatactagagttgacagctagctcagtcctaggtataatgctagctactagagaaagaggagaaatactagatgaaaaacataaatgccgacgacacatacagaataattaataaaattaaagcttgtagaagcaataatgatattaatcaatgcttatctgatatgactaaaatggtacattgtgaatattatttactcgcgatcatttatcctcattctatggttaaatctgatatttcaatcctagataattaccctaaaaaatggaggcaatattatgatgacgctaatttaataaaatatgatcctatagtagattattctaactccaatcattcaccaattaattggaatatatttgaaaacaatgctgtaaataaaaaatctccaaatgtaattaaagaagcgaaaacatcaggtcttatcactgggtttagttgaattcgcggccgcttctagagattgtgagcggataacaattgacattgtgagcggataacaagatactgagcactactagagaaagaggagaaatactagatgactataatgataaaaaaatcggattttttggcaattccatcggaggagtataaaggtattctaagtcttcgttatcaagtgtttaagcaaagacttgagtgggacttagttgtagaaaataaccttgaatcagatgagtatgataactcaaatgcagaatatatttatgcttgtgatgatactgaaaatgtaagtggatgctggcgtttattacctacaacaggtgattatatgctgaaaagtgtttttcctgaattgcttggtcaacagagtgctcccaaagatcctaatatagtcgaattaagtcgttttgctgtaggtaaaaatagctcaaagataaataactctgctagtgaaattacaatgaaactatttgaagctatatataaacacgctgttagtcaaggtattacagaatatgtaacagtaacatcaacagcaatagagcgatttttaaagcgtattaaagttccttgtcatcgtattggagacaaagaaattcatgtattaggtgatactaaatcggttgtattgtctatgcctattaatgaacagtttaaaaaagcagtcttaaatgctgcaaacgacgaaaactacgctttagtagcttaataactctgatagtgctagtgtagatctctactagagaaagaggagaaatactagatggcttcctccgaagacgttatcaaagagttcatgcgtttcaaagttcgtatggaaggttccgttaacggtcacgagttcgaaatcgaaggtgaaggtgaaggtcgtccgtacgaaggtacccagaccgctaaactgaaagttaccaaaggtggtccgctgccgttcgcttgggacatcctgtccccgcagttccagtacggttccaaagcttacgttaaacacccggctgacatcccggactacctgaaactgtccttcccggaaggtttcaaatgggaacgtgttatgaacttcgaagacggtggtgttgttaccgttacccaggactcctccctgcaagacggtgagttcatctacaaagttaaactgcgtggtaccaacttcccgtccgacggtccggttatgcagaaaaaaaccatgggttgggaagcttccaccgaacgtatgtacccggaagacggtgctctgaaaggtgaaatcaaaatgcgtctgaaactgaaagacggtggtcactacgacgctgaagttaaaaccacctacatggctaaaaaaccggttcagctgccgggtgcttacaaaaccgacatcaaactggacatcacctcccacaacgaagactacaccatcgttgaacagtacgaacgtgctgaaggtcgtcactccaccggtgctaggcctgctgcaaacgacgaaaactacgctttagtagcttaataatactagccaggcatcaaataaaacgaaaggctcagtcgaaagactgggcctttcgttttatctgttgtttgtcggtgaacgctctctactagagtcacactggctcaccttcgggtgggcctttctgcgtttatatactagagttgacagctagctcagtcctaggtataatgctagctactagagaaagaggagaaatactagatgaaaaacataaatgccgacgacacatacagaataattaataaaattaaagcttgtagaagcaataatgatattaatcaatgcttatctgatatgactaaaatggtacattgtgaatattatttactcgcgatcatttatcctcattctatggttaaatctgatatttcaatcctagataattaccctaaaaaatggaggcaatattatgatgacgctaatttaataaaatatgatcctatagtagattattctaactccaatcattcaccaattaattggaatatatttgaaaacaatgctgtaaataaaaaatctccaaatgtaattaaagaagcgaaaacatcaggtcttatcactgggtttagttgaattcgcggccgcttctagagattgtgagcggataacaattgacattgtgagcggataacaagatactgagcactactagagaaagaggagaaatactagatgactataatgataaaaaaatcggattttttggcaattccatcggaggagtataaaggtattctaagtcttcgttatcaagtgtttaagcaaagacttgagtgggacttagttgtagaaaataaccttgaatcagatgagtatgataactcaaatgcagaatatatttatgcttgtgatgatactgaaaatgtaagtggatgctggcgtttattacctacaacaggtgattatatgctgaaaagtgtttttcctgaattgcttggtcaacagagtgctcccaaagatcctaatatagtcgaattaagtcgttttgctgtaggtaaaaatagctcaaagataaataactctgctagtgaaattacaatgaaactatttgaagctatatataaacacgctgttagtcaaggtattacagaatatgtaacagtaacatcaacagcaatagagcgatttttaaagcgtattaaagttccttgtcatcgtattggagacaaagaaattcatgtattaggtgatactaaatcggttgtattgtctatgcctattaatgaacagtttaaaaaagcagtcttaaatgctgca

aacgacgaaaactacgctttagtagcttaataactctgatagtgctagtgtagatctctactagagaaagaggagaaatactagatggcttcctccgaag

Addition of Aiia

Degradation of Autoinducer

Decrease half-life

Stabilize System

Prevent Flooding of AI

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Coupling the System to the Repressilator

Stable, Sinusoidal Oscillations

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Dysfunctional Repressilator

Anomalous Gel Results

No Fluorescence

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Functional Repressilator

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E0434 – YFP + LVA

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Future Directions

Stochastic Model; 3D System

Gillespie Algorithm

Diffusion

Transmembrane Transport

Continuous: Continuum Approximations

Discrete: Computationally Intensive & small number of molecules

Developing a new algorithm directly used with novel hardware

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Our system still has a lot of potential

E.Coli Mammals

Baby steps leading to applications in Medicine and Biotechnology

Plate Reader Experiments, Microscopy, Simulations, Fiddling with variables

Lead to a better understanding of a very complicated system essential in Humans and Nature

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Thanks to everyone involved:

Prof. Jay Nadeau

Elvis PrandzicAdrian KaatsHanmo LiDongting YuStephanie YeeAlexandre DavidAllan LimJimmy HuynhSusan Westfall

James GabrielsAriq EmtenanAdam KatolikAlix DudleyHoria VulpeJustin AngScott GallagherTim JohnstoneAvi Biswas