細胞模擬電路是利用細菌細胞的生化反應的特點開發而成的新型模擬電路。這種模擬電路可以模擬細胞的生化功能進行加、減、乘、除的計算。
基本介紹
- 中文名：細胞模擬電路
- 利用：利用細菌細胞的生化反應
- 類型：新型模擬電路
- 作用：模擬細胞的生化功能進行基本計算
簡介,特點,用途,發展,
簡介
受模擬電路的啟發，麻省理工學院的工程師以一種非常新穎的方式，利用三個或更少的遺傳“部件”，將細菌細胞轉變成計算器，可進行對數、除法及取平方根等計算，成功開發出細胞模擬電路。
數字電路一般賦值為0和1，兩個符號之間不存在第三種符號，這對於執行邏輯功能，如與、或、非十分有價值。而模擬電路則為連續變化的變數，模擬自然界的實際信號。
特點
麻省理工學院的細胞模擬電路主要是模擬自然界的生化功能，當某些分子達到一定閾值濃度時，會刺激產生特定的生化反應。在加法和乘法運算的模擬電路中，研究人員設計了兩個電路，每個電路回響不同的輸入。其中的一個模擬電路由阿拉伯糖激活編碼綠色螢光蛋白（GFP）的基因；另一個電路則由信號分子AHL打開基因開關以產生綠色螢光蛋白。通過測量綠色螢光蛋白的總量，可以計算出兩個輸入總額。
細胞電路
細胞電路在減法和除法的模擬電路中，研究人員則用抑制因子替換其中之一的激活因子，這樣在輸入分子時，就不會產生綠色螢光蛋白，然後就可計算出兩種輸入之間的差值。該小組還創建了只需兩個部件的開方模擬電路。此外，還有一個研究小組的模擬電路可以計算兩種不同分子的比率。
用途
研究人員表示，這種細胞模擬電路依靠細胞已有的功能進行計算，只需要很少的部件，就可處理非常複雜的問題。尤其是在處理細胞感測器方面，效率非常高。研究人員認為，未來的模擬合成生物學將創建細胞模擬電路的基礎及各種套用電路，可精細控制基因表達、分子感測和進行各種複雜的計算。
發展
研究人員正試圖利用非菌細胞來創建模擬電路，同時也在致力於研究如何擴大可納入電路的基因部件的範圍。目前研究人員已有三個最常用的轉錄因子可用作模擬電路的部件。
