新浪科技讯 北京时间3月25日消息,目前,西班牙庞培·法布拉大学的一支研究小组设计了“生物计算机”,能够在纸片上打印细胞。这项最新研究报告发表在近期出版的《自然通讯杂志》上。

  更重要的是,这种“活电脑”在实验室之外操作十分简单,它拥有广泛的潜在应用前景,例如:以非常低的成本检测身体汞指数或者妇产子痫前期诊断。

  计算机并不是新鲜事物,人们生活中普及使用着平板电脑、笔记本电脑、智能手机,然而,尽管计算机系统在人们日常生活中已普及,但它们作为生物标记处理以及识别某些疾病的用途却非常有限。

  为了填补这一空白,研究人员开始涉足“生物计算机”,与主板和内存不同的是,生物计算机是用活细胞制造的,生物计算机不使用电力,而是使用来自蛋白质或者DNA等分子的化学输入来处理数据,虽然要让生物计算机达到智能手机的便捷高效性,仍有很长的路需要探索前行,但研究人员能够制造出此类设备是非常令人震惊的。

  令人感到惊奇的是,一旦第一个细胞被编程,培育数十亿个相同的细胞就很容易,成本也很低,实际上该生物计算机可能比标准电子设备更加精准可靠,想想我们的身体是如何幸存的,即使每天有数百万细胞被替换,但试着在电脑上切断一根数据线,会变成什么样?它将是一台“死去”的电脑。

  然而,之前的生物计算机过于复杂,很难脱离实验室环境进行操作,仅能在严格的条件下工作。目前,庞培·法布拉大学一支研究团队发现一种将活细胞“打印”在纸上的方法,实际上创造了一种可以在任何环境都使用的生物计算机,令人难以置信的是,这些保存在纸上的细胞仍然活得很好,能够继续正常的新陈代谢,释放生物信号,传递到邻近的细胞。

  该生物计算机之所以选择纸张的解释是:纸张便宜,易于大规模使用,复制成本低。研究报告第一作者西拉·莫加斯·迪兹说:“我们想设计一个可扩展生物计算机模型,其原理基于类似打印T恤衫的打印系统,我们用图纸制作模具,使用不同细胞墨水浸泡,就像缓冲器一样,细胞打印在纸张上,它们就逐渐沉淀下来。”

  该生物计算机的工作原理很简单:使用几种元素,每种元素都由一组细胞构成,通常在这种情况下,采用的是细菌细胞,细菌能探测到不同信号。通过改变元素序列,细菌细胞被打印在纸张上,从而可能改变生物计算机的整体功能,因此细胞序列是软件,细胞自身是硬件,而纸张则是承载这些细胞的物理基质。

  由于研究人员希望生物计算机能够投入实际应用,该研究团队已设计出能够测量各种不同参数的生物传感器,例如:依据重金属浓度来显示点数量多少的汞测试方法。

  第二个应用是妇产子痫前期诊断检查,这实际是一个复杂的诊断过程,因为它不依赖于一个生物标记,而是多个生物标记的组合。虽然当前仍有很多工作要做,但开发生物计算机来分析这些不同生物标记,并确定孕妇患有该疾病的风险并非不合理。

  研究人员仍有很多工作要做,但这些初步结果表明,该方法可能有助于研制基于活细胞设备的新一代生活产品。(叶倾城)


新闻来源:新浪