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活細胞內進行DNA計算獲得成功
閱讀：135 發布時間：2013-8-13活細胞內進行DNA計算獲得成功
據物理學家組織網報道，美國北卡羅萊納州立大學的化學家成功演示了如何在人體細胞內進行基于DNA的邏輯門操作。這一研究為將來在活細胞內運行更復雜的計算鋪平了道路，并有助于開發新的疾病診斷和治療方法。
計算機是通過邏輯門進行運算的，多個邏輯門以不同的方式組合，使計算機能夠執行各種操作。在DNA計算中，這些門是由不同的DNA鏈而非一系列晶體管結合在一起創建出來的。然而，到目前為止，DNA計算通常發生在試管中，而不是活細胞內。
北卡羅萊納州立大學的化學家亞歷克斯·戴斯特和研究生詹姆斯·亨普希爾想了解，以DNA為基礎的邏輯門是否能夠檢測到人體細胞中存在的特定小分子RNA（核糖核酸）。他們設計了一種基于DNA的“與”門（布爾邏輯門的一種），其會對兩個特定的小分子RNA——miRNA-21和miRNA-122的存在做出響應。
正如計算機操作使用不同的輸入來創建一個特定的輸出一樣，只有miRNA-21和miRNA-122這兩個“輸入”同時存在于細胞中時，這個基于DNA的布爾邏輯門才會被激活。如果它們確實存在，“與”門就會釋放一個熒光分子，從而產生一個“輸出”。
戴斯特認為，這樣的邏輯門將來有望用于更準確地檢測和治療人類疾病，尤其是癌癥。“這個邏輯門設計中使用的熒光分子可以作為一個識別癌細胞的標記，”他說，“或者，我們不用引導門在檢測到特定小分子RNA存在時釋放熒光分子，而是可以附加上針對疾病本身的治療藥物來實施治療。”