美國加州理工學院研究人員利用人工合成的DNA(脫氧核糖核酸)分子，在試管中製成了迄今最複雜的生化電路。
基本介紹
- 中文名：生化電路
- 發明者：美國加州理工學院研究人員
- 材料：人工合成的DNA
- 生成環境：試管中
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電路簡介
生化電路
過15的整數的平方根，給出的答案是小於該平方根的最大整數。研究人員通過監測試管溶液中輸出信號分子的濃度讀取計算的答案。整個運算過程需要大約10個小時。
電路特點
在傳統計算機中，積體電路的基本元件邏輯門由電晶體製成，但在這一新製成的生化電路中，邏輯門由短的單鏈DNA和部分雙鏈特徵DNA組成。電晶體以電子流入和流出電晶體作為信號，而DNA邏輯門以接收和發出分子作為信號。
套用範圍
設計具有決策能力的生化電路，可以幫助更好掌控套用於生物工程、化學工程以及生化工業中的分子反應。比如說在未來，一個設計合成的生化電路可以被放入臨床血液樣本中，檢測各種分子在樣本中的水平，然後根據這些信息作出病理學的診斷。
研究過程
“我們試圖借用已為電子世界帶來巨大成功的理念，例如對運算的抽象、程式語言以及編譯器，並將它們套用到分子生物的世界中，”論文第一作者、加州理工學院生物工程系博士後錢璐璐說。
此前在實驗室里製造的生化電路普遍具有局限性，因為當電路的規模增大時，工作的穩定性和可預測性也隨之降低。錢璐璐解釋說，造成這種局限性最可能的原因是，不同的電路功能需要用不同結構的分子元件來實現，這樣當電路變得越來越大時，其製造和調試的難度也隨之增加。在此次設計的新生化電路中，分子元件的結構非常簡單且標準化，運作穩定且容易升級。
套用前景
錢璐璐說，在計算機工業中，大家努力製造越來越好的計算機，“我們也在做相同的努力。我們要製造越來越好的生化電路來完成更加尖端的任務，讓分子設備根據它們的環境而行動。”
