נושא הפרוייקט
מספר פרוייקט
מחלקה
שמות סטודנטים
אימייל
שמות מנחים
סייטוקס
CyTox
תקציר בעיברית
ביולוגיה סינתטית היא תחום העוסק בעיצוב ובנייה של מתקנים ומערכות ביולוגיות. ריצוף DNA , יצירת גנים חדשים ומידול של התנהגות של גנים ספציפיים הם כלים חיוניים בביולוגיה סינתטית. ביולוגיה סינתטית הוא תחום המשלב מחקר ביולוגי והנדסי, באופן שבו ניתן לעצב ולהשתמש בהם לטובת בני האדם והחברה, לעזור במציאת תרופות וטיפולים לסוגים שונים של בעיות רפואיות. מנגד, השימוש במחשוב במטרה להנדס רצפי DNA עלול להוביל למצב בו תוכנות מחשב זדוניות מסוגלות לפגוע בתהליכים ביולוגיים המתרחשים במחשבי המעבדות ולגרום ליצירת נגיפים או רעלים, ללא ידיעת המדענים. כמו כן, תחום האבטחה של מהימנות רצפי DNA לוקה גם הוא בחסר ועלול לגרום למצב בו תוקפים מזריקים DNA רעיל לתוך הזמנה "תמימה". ישנן הנחיות פדרליות של ממשלת ארה"ב לספקי DNA סינתטי הנותנות שיטה כללית לזיהוי אוטומטי של רצפי DNA שעלולים להיות מסוכנים. מסמך ההנחיות מדגיש שהאבטחה של סינתזת גנים בעתיד תהיה טמונה בזמינות של כלי אבטחה ביולוגיים מבוססי תוכנה הנשענים על מודלים של איומי אבטחה ביולוגית, על מנת שיוכלו לספק למפעילים אנושיים את המידע הדרוש כדי לסנן במהירות וביעילות רצפי DNA סינתטיים בשלבים השונים של תהליך התכנון והייצור. כיום קיימים כלים מגוונים לסריקה של רצפי DNA אשר כל אחד מהם מתבסס על אלגוריתמי סריקה וכלים שונים, אך עדיין לא קיימת מערכת המאגדת את הכלים השונים, מנטרת רעלנים, מזהה איומים ומבצעת ריכוז של תוצאות סריקה מהאלגוריתמים והכלים. במעבדת Cyber Biosecurity באוניברסיטת בן גוריון פועלים למציאת חולשות ובעיות אבטחה בתחום של הנדסת רצפי DNA . המערכת שאנו מפתחים מקלה על עבודת הסריקה של רצפי DNA , מאגדת את התוצאות המתקבלות ממגוון הכלים הקיימים בשוק ומאפשרת ניתוח של המידע. כל אלו יאפשרו לחוקרים במעבדה לבצע בו זמנית סריקות על רצף מסוים, לנתח את תוצאות הסריקה במקום אחד, לקבל התראות על פעילות חשודה לפי תוצאות הסריקה ולבצע מחקר על רצפים חדשים שהונדסו על סמך מידע שקיים במערכת על רצפים קודמים.
תקציר באנגלית
Synthetic biology is a scope that combines biological and engineering research, in a way that can be designed and used for the benefit of humans and society, helping to find drugs and treatments for different types of medical problems. On the other hand, the use of computerization to engineer DNA sequences can lead to a situation in which malware is capable of harming biological processes that occur in laboratory computers and causing the formation of viruses or toxins, without the knowledge of scientists. Also, the security domain of DNA sequencing reliability is also deficient and can lead to a situation where attackers inject toxic DNA into an "innocent" order. There are U.S. government federal guidelines for synthetic DNA providers that provide a general method for automatically identifying potentially dangerous DNA sequences. That can provide human operators with the information needed to quickly and efficiently filter out synthetic DNA sequences at various stages of the design and production process. Nowadays, there are various tools for scanning DNA sequences, each of them is based on different scanning algorithms and tools, but there is still no system that aggregates the various tools, monitors toxins, detects threats and summarizes scanning results from the algorithms and tools. The Cyber Biosecurity Laboratory at Ben-Gurion University is working to find vulnerabilities and security issues in the field of DNA sequence engineering. The system we developed facilitates the scanning work of DNA sequences, merges the results obtained from the variety of tools available in the market and enables analysis of the information. All of these will allow researchers in the lab to simultaneously perform scans on a particular sequence, analyze multiple scanning results in one place, receive alerts regarding any suspicious activity and conduct research on new sequences engineered based on existing system information on other sequences.