用DNA和细菌组装的可模块化逻辑门问世

据英国《每日邮报》10月19日（北京时间）报道，英国科学家在《自然·通讯》杂志上撰文指出，他们使用细菌和基因手段，通过对一种无害的大肠杆菌进行基因改造，制造出了用于制造计算设备的基础元件——逻辑门。这种可模块化的新型“生物逻辑门”标志着朝终制造出生物计算机迈进了一大步。

　　逻辑门是计算机的基础，它是一种对输入信息进行逻辑运算，然后输出信息的装置。通过对不同逻辑门进行各种组合，就可搭建出复杂的计算机电路。

　　在新研究中，英国帝国理工学院的科学家使用已经被修改过的DNA来对肠道内常见的大肠杆菌进行重新编程，让其在受到化学物质的刺激时，能用蛋白质等作为输入信息和输出信息，完成逻辑运算，从而具有与当前计算机所用电路逻辑门类似的信息处理能力。他们研制出了一类“AND（与）门”，也制造出了一类“NOT（非）门”，并将两者结合在一起制造出了更复杂的“与非门”。

　　新研制出来的生物逻辑门的所作所为与电子逻辑门几乎一样，更重要的是，这种生物逻辑门可以模块化地进行逻辑门之间的叠加，而以前的生物逻辑门则不具备这种逻辑门叠加功能，因此本次研究成果是科学家们迄今制造出的先进的“生物电路”。

　　该研究的、帝国理工学院生物工程学院理查德·杰尼教授表示，这些生物逻辑门有望成为微型生物计算机的基础元件，有助于研发新一代的生物处理器，其在信息处理方面的应用或将与其对应的电子处理器一样广泛。

　　新型生物逻辑门的模块化功能也意味着它们能被放在一起来制造不同类型的逻辑门，以便未来开发出更复杂的生物处理器。比如，科学家们可以研制出能在人的关节处游荡的传感器，探测此处有害噬菌斑的组成并快速将药物递送到受影响的区域。其他应用还包括研制探测和破坏身体内癌细胞的传感器以及能置于环境中的污染检测器来探测和中和诸如砷等有害毒素。

　　科学家们下一步计划研制由多个逻辑门组成的更复杂的回路。他们面临的一个挑战是找到方法能让多个生物逻辑门有效地结合在一起，能像电子逻辑门之间那样有效地“沟通”，以便执行更复杂的处理过程。