科學(xué)家開(kāi)發(fā)可執(zhí)行復(fù)雜功能的細(xì)胞生物計(jì)算機(jī)

近日，發(fā)表在《Nature Communications》上的一項(xiàng)新研究中，來(lái)自以色列理工學(xué)院和麻省理工學(xué)院的科學(xué)家共同合作，將電氣工程概念與生物工程工具結(jié)合在一起，首次在活細(xì)胞中創(chuàng)造出用于執(zhí)行人工神經(jīng)回路等復(fù)雜功能的細(xì)胞“生物計(jì)算機(jī)”。

研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)將質(zhì)粒上的基因設(shè)計(jì)成一臺(tái)簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)，即人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。然后，將新方法與現(xiàn)有的基因工程方法相結(jié)合，設(shè)計(jì)了合成計(jì)算電路，并將神經(jīng)形態(tài)電子學(xué)的概念應(yīng)用到細(xì)菌細(xì)胞中，創(chuàng)造出可以使用人工智能算法訓(xùn)練的細(xì)菌細(xì)胞。這些細(xì)胞可以動(dòng)態(tài)重新編程，在執(zhí)行“或”與“和”功能之間進(jìn)行切換，以在不同條件下執(zhí)行不同操作。此外，研究人員成功利用細(xì)胞對(duì)梯度的自然感知特性，制造了一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，這是一種能報(bào)告特定分子濃度是“低”“中”還是“高”的細(xì)胞，這種傳感器可以用于遞送正確劑量的藥物，包括癌癥免疫治療和糖尿病藥物。

總之，創(chuàng)建和控制細(xì)胞過(guò)程的能力為更復(fù)雜的編程鋪平了道路，為生物制造和治療領(lǐng)域提供了有價(jià)值的線索。

論文鏈接：https://dx.doi.org/10.1038/s41467-022-33288-8

  注：此研究結(jié)果摘自《Nature Communications》，文章內(nèi)容不代表本網(wǎng)站觀點(diǎn)和立場(chǎng)，僅供參考。

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