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科技前沿 细菌加DNA打造微型生物电脑

放大字体  缩小字体 发布日期:2012-11-19
核心提示:在利用细菌和DNA研制出数字装置的基本组件之后,科学家朝着打造生物电脑的梦想又向前迈进一步。一些科学家认为,未来的小型生物电

在利用细菌和DNA研制出数字装置的基本组件之后,科学家朝着打造生物电脑的梦想又向前迈进一步。一些科学家认为,未来的小型生物电脑能够在我们的身体内“巡逻”,监视我们的健康状况,解决它们发现的任何问题。

伦敦帝国学院的研究人员证明,他们能够利用对人体无害的细菌和化学物质研制出“生物逻辑门”。逻辑门是当前微处理器的组件。在《自然通信》杂志上,生物逻辑门被称为科学家迄今为止研制的最先进的生物电路。

科技前沿 细菌加DNA打造微型生物电脑
在利用细菌和DNA研制出数字装置的基本组件之后
科学家朝着打造生物电脑的梦想又向前迈进一步

伦敦帝国学院教授理查德-基特尼表示:“逻辑门是硅电路的基本组件,是我们整个数字时代的基础。没有逻辑门,我们便无法处理数字信息。现在,我们已经证明能够利用细菌和DNA研制出这些组件。我们希望我们的研究成果能够引领一个生物处理器的新时代,它们在信息处理方面的应用将和电子处理器一样重要。”

研究小组指出,生物逻辑门能够在将来的某一天成为微型生物电脑的组件,但他们还有很长的一段路要走。其中的一项应用是,研制能够在人体动脉中游动的传感器,用于探测有害的斑堆积,而后快速将治疗药物输送到受影响区域。其他应用包括研制探测和摧毁体内癌细胞的传感器,以及可以部署到环境中的污染监视器,用于探测和中和砷等危险毒素。

科技前沿 细菌加DNA打造微型生物电脑
一些科学家认为小型生物电脑能够在我们的身体内“巡逻”
监视我们的健康状况,甚至可用于探测和摧毁癌细胞

此前的研究就已证明研制生物逻辑门具有可行性,当时研制的生物逻辑门能够像电子逻辑门一样运转。新型生物逻辑门是一个模块,能够组装成不同类型的逻辑门,为未来研制更复杂的生物处理器铺平道路。研究人员在一项实验中演示了生物逻辑门如何以电子逻辑门采用的“打开”和“关闭”的方式处理信息。

科学家成功利用大肠杆菌研制出一种被称之为“AND门”的逻辑门。这种细菌通常存在于肠道。研究小组利用经过修改的DNA改造大肠杆菌,能够在化学物质的刺激下像电子逻辑门一样打开和闭合。研究人员同样证明生物逻辑门能够连接在一起,构成更复杂的组件,所采取的方式与电子组件类似。

在另一项实验中,他们研制了“NOT门”,与AND门组成更复杂的“NAND门”。下一步,研究人员将研发由多个逻辑门构成的更复杂电路。他们面临的其中一个挑战是,找到一种方式将多个逻辑门组合在一起――与电子逻辑门组合的方式类似――进行更复杂的处理。

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