合成生物学所面临的长期挑战是创建具有预见性和强健性的基因回路，美国休斯顿大学的数学建模专家与莱斯大学的生物学家合作创建了一个合成遗传时钟，在一定温度范围内可以维持精确的计时，研究成果发表在最新出版的PNAS期刊上。

在大肠杆菌和其他一些细菌中，如果温度增加10摄氏度，其生化反应速率将增加20倍，进而导致遗传时钟加速，该研究的贡献则在于创建了一种合成遗传时钟，可以在温度变化的情况下依旧保持准确计时。

该研究的具体操作是向质粒中插入一个保护时钟功能的工程化基因，即插入大肠杆菌的一小段DNA片段，该基因的突变具有在温度上升时减缓时钟的作用。研究人员设计了一个数学模型来评估质粒用于应对温度变化的各种设计特征，计算模型确认单个突变可以带来在较大温度变化范内获得稳定的遗传时钟。

借助数学模型，可以帮助对影响遗传回路的重要特征与非必要特征进行取舍，进而提高遗传回路的创建效率。