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RNA生物计算机实现复杂逻辑计算
来源:中科院生物科技战略情报   发布者:尹海华   日期:2017-08-11   今日/总浏览:5/2726

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来自美国哈佛大学Wyss研究所、亚利桑那州立大学、哈佛医学院、麻省理工学院和哈佛-麻省理工Broad研究所的一项最新研究表明,通过向大肠杆菌中添加少量带有逻辑门的遗传材料,可控制其信使RNA执行特定的计算,使活细胞能够经诱导以一种微型机器人或计算机的形式执行计算。相关研究结果发表在2017年8月3日出版的《自然》期刊上。

根据特定输入,这种细菌生物计算机可执行12种逻辑运算(AND、OR和NOT),并基于蛋白或其他分子的存在或缺失而输出计算结果。

不同于已有研究,该研究利用的是RNA,研究人员可以为单链的RNA设计RNA回路,互补的RNA链结合到这种设计的回路中时能激活该回路。鉴于这种回路的所有处理元件都是利用RNA制造的,而且RNA能够呈现出巨量的潜在序列,因此该方法能够同时执行很多运算。这种平行处理能力则为开展更快和更复杂的计算提供了保障,同时确保对有限细胞资源的高效利用。

该研究对智能药物设计与投送、绿色能源和低成本诊断技术等均有重要价值,合成生物学家期望未来能利用RNA计算能力来诱导细菌进行光合作用、在果蝇体内合成昂贵的药物,或者诊断和消灭肿瘤细胞。


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