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        以色列開發(fā)生物分子計(jì)算機(jī)捕獲多種疾病信號(hào)

        2011-03-31 15:20:53
        電腦與電信 2011年7期
        關(guān)鍵詞:活體分子計(jì)算機(jī)

        據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)7月7日(北京時(shí)間)報(bào)道,以色列魏茨曼科學(xué)研究院開發(fā)出一種新型生物分子計(jì)算機(jī),能同時(shí)自動(dòng)探測(cè)多種不同類型的分子。這一成果標(biāo)志著生物分子計(jì)算機(jī)研發(fā)又邁出了重要一步,將來(lái)有望把這種探測(cè)能力和生物醫(yī)療知識(shí)結(jié)合起來(lái),用以診斷疾病、控制藥物釋放,實(shí)現(xiàn)診斷治療一體化。研究論文發(fā)表在近期《納米快報(bào)》上。

        生物分子計(jì)算機(jī)是一種用生物分子元件組裝成的納米級(jí)計(jì)算機(jī),將其植入人體能自動(dòng)掃描身體信號(hào)、檢測(cè)生理指標(biāo)、診斷疾病并控制藥物釋放等。但研究人員指出,要實(shí)現(xiàn)這一愿景還要克服很多障礙。

        研究小組此前曾演示過(guò)一種二態(tài)系統(tǒng)(two-state system)生物分子計(jì)算機(jī),由DNA(脫氧核糖核酸)和一種限制酶制成,能根據(jù)mRNA(信使RNA)的表達(dá)水平和變異來(lái)探測(cè)疾病指標(biāo),但每一步計(jì)算只能檢測(cè)一種疾病指標(biāo)。

        在新研究中,他們又拓展了計(jì)算機(jī)的能力,能根據(jù)miRNA(小分子RNA)、蛋白質(zhì)、小分子如ATP等同時(shí)探測(cè)多種疾病指標(biāo)。這種方法較以前更簡(jiǎn)單,而且只需檢測(cè)更少的成分,便能更敏銳地發(fā)現(xiàn)疾病指標(biāo)。

        研究人員解釋說(shuō),探測(cè)幾種疾病信號(hào)的組合,比單純探測(cè)一種信號(hào)更有用,能更精確地診斷疾病,比較不同疾病之間的差別。比如甲狀腺癌有甲狀腺球蛋白和降血鈣激素這兩種指標(biāo),就比僅用一種指標(biāo)作出的診斷要準(zhǔn)確得多。

        “按我們的設(shè)想,納米計(jì)算機(jī)能在人體內(nèi)漫游,及早發(fā)現(xiàn)疾病。它們能探測(cè)疾病指標(biāo)、診斷疾病,并能激活藥物分子實(shí)施治療。也可以將它們送入血管、植入某個(gè)器官或組織細(xì)胞內(nèi)部,用作預(yù)防護(hù)理。”論文作者之一賓雅明·吉爾說(shuō)。但生物分子計(jì)算機(jī)在生物活體技術(shù)、程序控制藥物釋放方面還有許多挑戰(zhàn),他表示:“最大的挑戰(zhàn)是如何在活體環(huán)境中,如血管或細(xì)胞質(zhì)里操作這些設(shè)備。目前我們正在開發(fā)更簡(jiǎn)單的、不需要限制酶或者能依靠細(xì)胞自身運(yùn)作的機(jī)器。”

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