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科學家開發“細胞計算機”:人體就是一臺大型計算機

時間:2019-04-30來源:太平洋電腦網 瀏覽次數:7184次

據國外媒體報道,瑞士研討人員稱,他們勝利制造出一種功用強大、相似計算機的人體細胞,這種細胞最終可能被用來輔佐監測一個人的安康狀況,以至對立癌癥和其他疾病。

生物計算機能夠翻開或關閉基因表達,產生特定的蛋白質,從而監測和順應我們的身體變化。

應用基因編輯工具CRISPR-Cas9,研討人員能夠模仿出像計算機一樣運作的人類細胞,并制造出所謂的“程序可擴展回路”。

“這種細胞計算機聽起來像是一個反動性的想法,但事實并非如此,”瑞士蘇黎世聯邦理工學院生物系統科學與工程系的生物技術與生物工程教授馬丁?富塞內格爾(Martin Fussenegger)說,“人體自身就是一臺大型計算機。

自遠古時期起,人體的新陳代謝就應用了數萬億個細胞的計算才干。

”這種細胞的工作原理就像一臺計算機,能夠改動基因特性的表達,應用Cas9蛋白的一種特殊變體來讀取RNA序列,然后翻開或關閉基因表達,產生特定的蛋白質。

固然這種狀況下的“技術”是生物性的,但它卻能高度模仿中央處置器(CPU)的功用,即細胞處置器能夠依據希冀的結果執行特定的操作。

經過控制“細胞計算機”的活動,研討人員不只能夠經過對某些化學過程或代謝產物的反響來識他人體內發作的事情,還能夠輔佐對這些事情做出反響。

例如,假如某種生物標志物在體內停留的時間更長,那就可能標明癌癥正在轉移。

然后,“生物計算機”就能夠輔佐鎖定目的腫瘤,并應用它的才干將其移除。

這一最新發現與其他生物計算機的不同之處在于它強大的處置才干。

研討人員表示,這一最新發現與其他生物計算機的不同之處在于它強大的處置才干。

科學家們想象的不只是單個的生物計算機,而是整個細胞網絡,這種細胞網絡實踐上能夠組成一種實踐上能夠擴展處置才干的智能組織。

“想象一下,在一個具有數十億細胞的微組織中,每個細胞都配備了自己的雙核處置器,”富塞內格爾在一份聲明中指出,“從理論上講,這種‘計算器官’的計算才干能夠遠遠超越一臺數字超級計算機,而且只需求耗費很少的能量。

”在富塞內格爾的想象中,他的細胞計算機的能量來源將會十分簡單。

他說:“與特地的超級計算機相比,這種大型計算機只需求一片面包就能提供能量。

”對希望發明出似計算機細胞來輔佐改惡人體安康的科學家來說,這一發現意味著嚴重的突破。

此前的研討主要集中在蛋白質基因開關的運用上,而蛋白質基因開關不具備處置信息的才干,一次只能處置一條指令。

研討人員表示,這項技術的下一步將是添加一個多核處置器,它將能夠處置更復雜的命令和信息。

CRISPR/Cas9技術運用標志來辨認突變的位置,并經過一種切割酶在某個精確的位置切割DNA,允許基因的一小部分被移除經過編輯這個標志,科學家能夠將切割酶定位到DNA的特定區域,并在任何他們想要的中央中止精確的切割。

CRISPR/Cas9技術曾經被用來使基因“緘默”,即有效地關閉基因。

當細胞在修復DNA斷裂時,這一小段DNA就被移除了。

經過這種方式,研討人員就能夠精確地關閉基因組中的特定基因。

此前,科學家運用這一辦法編輯了HBB基因,以治療乙型地中海貧血(β-thalassaemia)。

(任天)

關鍵字:科學,電腦,科普,科技新聞

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