以色列科學家開發(fā)出生物分子計算機

美國物理學家組織網(wǎng)報道，以色列魏茨曼科學研究院開發(fā)出一種生物分子計算機，能同時自動探測多種不同類型的分子。這一成果標志著生物分子計算機研發(fā)又邁出了重要一步，將來有望把這種探測能力和生物醫(yī)療知識結合起來，用以診斷疾病、控制藥物釋放，實現(xiàn)診斷治療一體化。研究論文發(fā)表在近期《納米快報》上。

　　生物分子計算機是一種用生物分子元件組裝成的納米級計算機，將其植入人體能自動掃描身體信號、檢測生理指標、診斷疾病并控制藥物釋放等。但研究人員指出，要實現(xiàn)這一愿景還要克服很多障礙。

　　研究小組此前曾演示過一種二態(tài)系統(tǒng)(two-state system)生物分子計算機，由DNA(脫氧核糖核酸)和一種限制酶制成，能根據(jù)mRNA(信使RNA)的表達水平和變異來探測疾病指標，但每一步計算只能檢測一種疾病指標。

　　在新研究中，他們又拓展了計算機的能力，能根據(jù)miRNA(小分子RNA)、蛋白質(zhì)、小分子如ATP等同時探測多種疾病指標。這種方法較以前更簡單，而且只需檢測更少的成分，便能更敏銳地發(fā)現(xiàn)疾病指標。

　　研究人員解釋說，探測幾種疾病信號的組合，比單純探測一種信號更有用，能更地診斷疾病，比較不同疾病之間的差別。比如甲狀腺癌有甲狀腺球蛋白和降血鈣激素這兩種指標，就比僅用一種指標作出的診斷要準確得多。

　　“按我們的設想，納米計算機能在人體內(nèi)漫游，及早發(fā)現(xiàn)疾病。它們能探測疾病指標、診斷疾病，并能激活藥物分子實施治療。也可以將它們送入血管、植入某個器官或組織細胞內(nèi)部，用作預防護理。”論文作者之一賓雅明·吉爾說。但生物分子計算機在生物活體技術、程序控制藥物釋放方面還有許多挑戰(zhàn)，他表示：“zui大的挑戰(zhàn)是如何在活體環(huán)境中，如血管或細胞質(zhì)里操作這些設備。目前我們正在開發(fā)更簡單的、不需要限制酶或者能依靠細胞自身運作的機器。”