據(jù)美國物理學家組織網(wǎng)7月7日(北京時間)報道,以色列魏茨曼科學研究院開發(fā)出一種新型生物分子計算機,能同時自動探測多種不同類型的分子。這一成果標志著生物分子計算機研發(fā)又邁出了重要一步,將來有望把這種探測能力和生物醫(yī)療知識結(jié)合起來,用以診斷疾病、控制藥物釋放,實現(xiàn)診斷治療一體化。研究論文發(fā)表在近期《納米快報》上。
生物分子計算機是一種用生物分子元件組裝成的納米級計算機,將其植入人體能自動掃描身體信號、檢測生理指標、診斷疾病并控制藥物釋放等。但研究人員指出,要實現(xiàn)這一愿景還要克服很多障礙。
研究小組此前曾演示過一種二態(tài)系統(tǒng)(two-state system)生物分子計算機,由DNA(脫氧核糖核酸)和一種限制酶制成,能根據(jù)mRNA(信使RNA)的表達水平和變異來探測疾病指標,但每一步計算只能檢測一種疾病指標。
在新研究中,他們又拓展了計算機的能力,能根據(jù)miRNA(小分子RNA)、蛋白質(zhì)、小分子如ATP等同時探測多種疾病指標。這種方法較以前更簡單,而且只需檢測更少的成分,便能更敏銳地發(fā)現(xiàn)疾病指標。
研究人員解釋說,探測幾種疾病信號的組合,比單純探測一種信號更有用,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,就比僅用一種指標作出的診斷要準確得多。
“按我們的設想,納米計算機能在人體內(nèi)漫游,及早發(fā)現(xiàn)疾病。它們能探測疾病指標、診斷疾病,并能激活藥物分子實施治療。也可以將它們送入血管、植入某個器官或組織細胞內(nèi)部,用作預防護理?!闭撐淖髡咧毁e雅明·吉爾說。但生物分子計算機在生物活體技術(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,如血管或細胞質(zhì)里操作這些設備。目前我們正在開發(fā)更簡單的、不需要限制酶或者能依靠細胞自身運作的機器?!?/p>
以色列開發(fā)生物分子計算機 捕獲多種疾病信號
時間:2011-07-12
導語:以色列魏茨曼科學研究院開發(fā)出一種新型生物分子計算機,能同時自動探測多種不同類型的分子。
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