據(jù)美國(guó)媒體近日?qǐng)?bào)道，以色列魏茨曼科學(xué)研究院開(kāi)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。

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?！闭撐淖髡咧毁e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(kāi)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?！?/p>

總編輯圈點(diǎn)

一滴水中能容納百萬(wàn)個(gè)，具有智能，可從細(xì)胞中生成燃料，如果探測(cè)到疾病，便從細(xì)胞環(huán)境中采樣，自動(dòng)生產(chǎn)針對(duì)性的智能藥物，殺死癌變細(xì)胞等病變，最終形成自防御序列結(jié)構(gòu)——科學(xué)家描繪了生物分子計(jì)算機(jī)的光明前景。也許這種使用“細(xì)胞語(yǔ)言”的計(jì)算機(jī)不能像半導(dǎo)體計(jì)算機(jī)一樣運(yùn)行復(fù)雜操作系統(tǒng)和大型游戲，但其探測(cè)、修補(bǔ)、甚至直接影響蛋白質(zhì)產(chǎn)生進(jìn)程的能力，就像細(xì)胞內(nèi)的又一道免疫屏障，將為醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展帶來(lái)無(wú)限可能。