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圖片說明:一種新型DNA電腦可以利用siRNA影響基因的作用。 (圖片來源:KIRK MOLDOFF)
美國科學家最近開發出了一種新型的DNA電腦,它能夠通過RNA干擾機制在人類細胞中工作。這意味著人類離生物電腦(Biocomputer)的目標又近了一大步。該研究成果5月21日線上發表於《自然—生物技術》(Nature Biotechnology)上。
生物電腦是一種完全由DNA、RNA及蛋白質構成的分子自動機(molecular automata),它們的“輸入”是細胞質中的RNA、蛋白質以及其他化學物質,“輸出”的則是很容易辨別的分子信號。由於生物電腦能夠探測和監控基因突變等細胞內一切活動的特徵資訊,因此它們可以確定癌細胞等病變細胞。此外,它們還能夠自動激發微小劑量的治療行為。 利用這些“分子醫生”將有望引發人類醫學的重大變革:明確地對人體病變細胞或組織進行治療,而健康的細胞完全不會受到干擾。不過,要最終實現這一目標,還有很長的路要走。
科學家近期進行的一些相關研究,大都是嘗試以不同方式開發具有多種用途的生物電腦。 在最新的研究中,哈佛大學系統生物學中心的生物工程學家Yaakov Benenson和同事設計出一種可進行基本邏輯工作的DNA電腦,並且證實了它能夠應用於人工培養的腎細胞。通過將源於其他物種的單個siRNA分子導入細胞,該DNA電腦能使編譯某種熒光蛋白的目標基因關閉。
儘管生物電腦的數學計算並不很複雜,但它足以讓科學家創造出針對特定人體細胞的生物感測器和藥物運輸系統。Benenson表示,他們下一步的研究將尋找觸發細胞內分子生產siRNA的方法。
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