生物計(jì)算機(jī)可激活或抑制基因表達(dá)，制造蛋白質(zhì)，監(jiān)測和應(yīng)對身體健康狀況（藝術(shù)渲染圖）

鳳凰網(wǎng)科技訊北京時(shí)間4月18日消息，研究人員表示，他們已成功“制造”出一種功能更強(qiáng)大的類計(jì)算機(jī)人體細(xì)胞，它最終可用來監(jiān)測人的健康狀況，甚至可以用來治療癌癥和其他疾病。

利用基因編輯工具CRISPR-Cas9，研究人員能夠使人體細(xì)胞的功能像計(jì)算機(jī)一樣，“制造”他們所謂的“程序可擴(kuò)展電路”。

蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院生物系統(tǒng)科學(xué)與工程系生物技術(shù)與生物工程教授馬丁·弗森格（Martin Fussenegger）表示，“這種細(xì)胞計(jì)算機(jī)可能聽起來像是非常具有顛覆性的創(chuàng)意，但事實(shí)并非如此。人體本身就是一臺(tái)大型計(jì)算機(jī)。自遠(yuǎn)古以來，人體新陳代謝就一直在利用著數(shù)以萬億計(jì)細(xì)胞的計(jì)算能力?！?/p>

細(xì)胞像計(jì)算機(jī)一樣工作，改變基因的表達(dá)，利用Cas9蛋白的一種特殊變體讀取RNA序列，然后激活和抑制基因表達(dá)以產(chǎn)生某些蛋白質(zhì)。

雖然在這里“技術(shù)”基于生物學(xué)原理，但它與計(jì)算機(jī)處理器的運(yùn)行極其相似，根據(jù)期望的結(jié)果，細(xì)胞處理器可以被告知執(zhí)行特定的操作。

通過控制“細(xì)胞計(jì)算機(jī)”的運(yùn)行，這一技術(shù)不僅可以通過對某些化學(xué)過程或代謝產(chǎn)物作出反應(yīng)來判斷身體健康狀況，還有助于人體對健康狀況作出反應(yīng)。

研究人員表示，例如，如果發(fā)現(xiàn)某種生物標(biāo)志物長時(shí)間留在體內(nèi)，這種現(xiàn)象可能表明癌癥在轉(zhuǎn)移?！吧镉?jì)算機(jī)”可以鎖定不斷生長的腫瘤，并利用其功能將腫瘤“切除”。

新發(fā)現(xiàn)與其他生物計(jì)算機(jī)的區(qū)別，在于其處理能力（藝術(shù)渲染圖）

研究人員稱，這一技術(shù)與其他生物計(jì)算機(jī)的區(qū)別，在于其處理能力?？茖W(xué)家不僅考慮了單“臺(tái)”生物計(jì)算機(jī)，還考慮了整個(gè)細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)——實(shí)際上就是一種類型的智能組織，可以大大提高處理能力。

弗森格表示，“一個(gè)微小的組織有數(shù)十億個(gè)細(xì)胞組成，每個(gè)細(xì)胞都配有自己的雙核處理器。從理論上說，這樣的‘計(jì)算器官’具有的運(yùn)算能力，將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過超級計(jì)算機(jī)，而能耗卻要小得多。”

根據(jù)弗森格的設(shè)想，給細(xì)胞計(jì)算機(jī)供電將是異常簡單的，“不同于超級計(jì)算機(jī)的是，這種計(jì)算機(jī)只需要一片面包就能獲得所需的能耗”。

這一發(fā)現(xiàn)，標(biāo)志著科學(xué)家在“制造”類計(jì)算機(jī)細(xì)胞、幫助改善人體健康狀況方面取得了重大突破。以前的研究主要集中在使用蛋白質(zhì)基因開關(guān)方面，科學(xué)家稱蛋白質(zhì)基因開關(guān)信息處理能力較低，一次只能處理一條命令。

研究人員表示，他們下一步的研究方向，將是增添能夠處理更復(fù)雜命令和信息的多核處理器。(作者/霜葉)