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Expanding our language for synthetic life design
Parole chiave ANTLR, COMPILATORI, LINGUAGGI DI PROGRAMMAZIONE, PETRI NETS, PYTHON, SYNTHETIC BIOLOGY, SYSTEMS BIOLOGY
Riferimenti STEFANO DI CARLO, ALESSANDRO SAVINO
Riferimenti esterni Leonardo Giannantoni (leonardo.giannantoni@polito.it)
Gruppi di ricerca DAUIN - GR-24 - SMILIES - reSilient coMputer archItectures and LIfE Sci
Tipo tesi APPLICATA, SPERIMENTALE, APPLICATIVA, PROGETTAZIONE, SIMULAZIONE, SPERIMENTALE - PROGETTAZIONE, SPERIMENTALE E MODELLAZIONE
Descrizione La biologia sintetica è un'area di studi interdisciplinare che ha come obiettivo la creazione di nuove parti e sistemi biologici, o la riprogettazione di sistemi già esistenti in natura, con lo scopo di dotarli di nuove abilità. La biologia sintetica è strettamente connessa alla biologia dei sistemi, cioè, all'analisi e modellazione computazionale di sistemi biologici complessi.
La modellazione di sistemi biologici richiede il funzionamento congiunto di molti sotto-domini diversi in un stesso modello, e la comunicazione tra essi. Tuttavia per ogni specifico sotto-dominio esiste un diverso linguaggio di specifica.
Il nostro gruppo di ricerca lavora alla creazione di un linguaggio unico in grado di modellare sistemi biologici complessi. Mentre la maggior parte dei linguaggi esistenti si ispira alla sintassi dell'XML, noi abbiamo scelto un formato più umano e che potesse conformarsi anche alle abilità dei biologi. È un linguaggio progettato per nascondere completamente il formalismo (Nets-within-Nets), spostando il focus su accessibilità e standardizzazione.
Il nostro linguaggio attualmente supporta un insieme limitato di promitive che descrivono le cellule e alcuni fenomeni: trascrizione, traduzione, formazione di complessi proteici, segnalazione, e regolazione (inibizione, induzione, attivazione) di tali processi.
Il nostro compilatore source-to-source (transpiler) traduce queste primitive in Nets-within-Nets (una classe di reti di Petri) scritte in python che possono essere direttamente simulate e visualizzate.
Il prossimo passo consiste ora nell'estensione del linguaggio facendo uso di BioModels, il Registry of Standard Parts, e simili repository che offrono la descrizione di molti tipi di parti e sistemi biologici organizzati in gerarchie.
A tal fine, lo scopo della tesi è l'espansione della grammatica e del transpiler con alcune categorie di parti biologiche.
Conoscenze richieste * Linguaggi e compilatori
* Python
* Programmazione a oggetti
Scadenza validita proposta 30/10/2023
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