利用合成DNA，美制成最复杂生化电路

江苏天一智能设备有限公司  严循东

2011年6月8日

美国加州理工学院研究人员利用人工合成的DNA(脱氧核糖核酸)分子,在试管中制成了迄今最复杂的生化电路。研究人员说,设计这样的电路,目的并非要与电子计算机竞争,而是用来探索生物系统处理信息的原理。

在传统计算机中,集成电路的基本元件逻辑门由晶体管制成,但在这一新制成的生化电路中,逻辑门由短的单链DNA和部分双链特征DNA组成。晶体管以电子流入和流出晶体管作为信号,而DNA逻辑门以接收和发出分子作为信号。

研究人员在最新一期《科学》杂志上报告说,他们设计了多个电路,其中最大的一个包括74个不同的DNA分子,可以计算不超过15的整数的平方根,给出的答案是小于该平方根的最大整数。研究人员通过监测试管溶液中输出信号分子的浓度读取计算的答案。整个运算过程需要大约10个小时。

研究人员表示,设计具有决策能力的生化电路,可以帮助更好掌控应用于生物工程、化学工程以及生化工业中的分子反应。比如说在未来,一个设计合成的生化电路可以被放入临床血液样本中,检测各种分子在样本中的水平,然后根据这些信息作出病理学的诊断。