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活細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行DNA計(jì)算獲得成功
閱讀：139 發(fā)布時間：2013-8-13活細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行DNA計(jì)算獲得成功
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)報道，美國北卡羅萊納州立大學(xué)的化學(xué)家成功演示了如何在人體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行基于DNA的邏輯門操作。這一研究為將來在活細(xì)胞內(nèi)運(yùn)行更復(fù)雜的計(jì)算鋪平了道路，并有助于開發(fā)新的疾病診斷和治療方法。
計(jì)算機(jī)是通過邏輯門進(jìn)行運(yùn)算的，多個邏輯門以不同的方式組合，使計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行各種操作。在DNA計(jì)算中，這些門是由不同的DNA鏈而非一系列晶體管結(jié)合在一起創(chuàng)建出來的。然而，到目前為止，DNA計(jì)算通常發(fā)生在試管中，而不是活細(xì)胞內(nèi)。
北卡羅萊納州立大學(xué)的化學(xué)家亞歷克斯·戴斯特和研究生詹姆斯·亨普希爾想了解，以DNA為基礎(chǔ)的邏輯門是否能夠檢測到人體細(xì)胞中存在的特定小分子RNA（核糖核酸）。他們設(shè)計(jì)了一種基于DNA的“與”門（布爾邏輯門的一種），其會對兩個特定的小分子RNA——miRNA-21和miRNA-122的存在做出響應(yīng)。
正如計(jì)算機(jī)操作使用不同的輸入來創(chuàng)建一個特定的輸出一樣，只有miRNA-21和miRNA-122這兩個“輸入”同時存在于細(xì)胞中時，這個基于DNA的布爾邏輯門才會被激活。如果它們確實(shí)存在，“與”門就會釋放一個熒光分子，從而產(chǎn)生一個“輸出”。
戴斯特認(rèn)為，這樣的邏輯門將來有望用于更準(zhǔn)確地檢測和治療人類疾病，尤其是癌癥。“這個邏輯門設(shè)計(jì)中使用的熒光分子可以作為一個識別癌細(xì)胞的標(biāo)記，”他說，“或者，我們不用引導(dǎo)門在檢測到特定小分子RNA存在時釋放熒光分子，而是可以附加上針對疾病本身的治療藥物來實(shí)施治療。”