科學(xué)家開發(fā)可執(zhí)行復(fù)雜功能的細胞生物計算機

近日，發(fā)表在《Nature Communications》上的一項新研究中，來自以色列理工學(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)雜功能的細胞“生物計算機”。

研究團隊通過將質(zhì)粒上的基因設(shè)計成一臺簡單的計算機，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)計了合成計算電路，并將神經(jīng)形態(tài)電子學(xué)的概念應(yīng)用到細菌細胞中，創(chuàng)造出可以使用人工智能算法訓(xùn)練的細菌細胞。這些細胞可以動態(tài)重新編程，在執(zhí)行“或”與“和”功能之間進行切換，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胞對梯度的自然感知特性，制造了一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器，這是一種能報告特定分子濃度是“低”“中”還是“高”的細胞，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)建和控制細胞過程的能力為更復(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)站觀點和立場，僅供參考。

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