據(jù)英國(guó)《每日郵報(bào)》10月19日（北京時(shí)間）報(bào)道，英國(guó)科學(xué)家在《自然·通訊》雜志上撰文指出，他們使用細(xì)菌和基因手段，通過(guò)對(duì)一種無(wú)害的大腸桿菌進(jìn)行基因改造，制造出了用于制造計(jì)算設(shè)備的基礎(chǔ)元件——邏輯門。這種可模塊化的新型“生物邏輯門”標(biāo)志著朝終制造出生物計(jì)算機(jī)邁進(jìn)了一大步。

邏輯門是計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)，它是一種對(duì)輸入信息進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后輸出信息的裝置。通過(guò)對(duì)不同邏輯門進(jìn)行各種組合，就可搭建出復(fù)雜的計(jì)算機(jī)電路。

在新研究中，英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院的科學(xué)家使用已經(jīng)被修改過(guò)的DNA來(lái)對(duì)腸道內(nèi)常見(jiàn)的大腸桿菌進(jìn)行重新編程，讓其在受到化學(xué)物質(zhì)的刺激時(shí)，能用蛋白質(zhì)等作為輸入信息和輸出信息，完成邏輯運(yùn)算，從而具有與當(dāng)前計(jì)算機(jī)所用電路邏輯門類似的信息處理能力。他們研制出了一類“AND（與）門”，也制造出了一類“NOT（非）門”，并將兩者結(jié)合在一起制造出了更復(fù)雜的“與非門”。

新研制出來(lái)的生物邏輯門的所作所為與電子邏輯門幾乎一樣，更重要的是，這種生物邏輯門可以模塊化地進(jìn)行邏輯門之間的疊加，而以前的生物邏輯門則不具備這種邏輯門疊加功能，因此本次研究成果是科學(xué)家們迄今制造出的先進(jìn)的“生物電路”。

該研究的領(lǐng)頭人、帝國(guó)理工學(xué)院生物工程學(xué)院理查德·杰尼教授表示，這些生物邏輯門有望成為微型生物計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)元件，有助于研發(fā)新一代的生物處理器，其在信息處理方面的應(yīng)用或?qū)⑴c其對(duì)應(yīng)的電子處理器一樣廣泛。

新型生物邏輯門的模塊化功能也意味著它們能被放在一起來(lái)制造不同類型的邏輯門，以便未來(lái)開(kāi)發(fā)出更復(fù)雜的生物處理器。比如，科學(xué)家們可以研制出能在人的關(guān)節(jié)處游蕩的傳感器，探測(cè)此處有害噬菌斑的組成并快速將藥物遞送到受影響的區(qū)域。其他應(yīng)用還包括研制探測(cè)和破壞身體內(nèi)癌細(xì)胞的傳感器以及能置于環(huán)境中的污染檢測(cè)器來(lái)探測(cè)和中和諸如砷等有害毒素。

科學(xué)家們下一步計(jì)劃研制由多個(gè)邏輯門組成的更復(fù)雜的回路。他們面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)是找到方法能讓多個(gè)生物邏輯門有效地結(jié)合在一起，能像電子邏輯門之間那樣有效地“溝通”，以便執(zhí)行更復(fù)雜的處理過(guò)程。

DNA中A、T、C、G的排列組合，表達(dá)大量生物信息，構(gòu)成了生命的豐富多彩。事實(shí)上，DNA不僅擁有超乎想象的儲(chǔ)存能力，還能同時(shí)處理海量運(yùn)算。正因?yàn)榭礈?zhǔn)這一特質(zhì)，科學(xué)家們才對(duì)生物計(jì)算機(jī)充滿期許。可以想象，生物計(jì)算機(jī)真正問(wèn)世之時(shí)，不僅能夠如本文所述在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域大有建樹(shù)，甚至可能會(huì)給人類文明帶來(lái)劃時(shí)代的飛躍。邏輯門雖說(shuō)距離生物計(jì)算機(jī)本身還有很長(zhǎng)距離，但卻是其重要的基本組件——萬(wàn)丈高樓平地起，基礎(chǔ)牢固，夢(mèng)想才能更好地實(shí)現(xiàn)。

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