蛋白质纳米“计算机”问世

 

　　传统的细胞疗法，例如破坏癌细胞或促进损伤后组织再生的方法，需要时间让蛋白质表达和降解，并在此过程中消耗细胞能量。

 

　　科学家们此次设计直接产生所需作用的蛋白质，基于蛋白质的纳米计算代理直接响应刺激(输入)，然后产生所需的动作(输出)。

 

　　测试中，团队将工程蛋白引入培养的活细胞中，再将培养的细胞暴露于刺激下。以前需要两个输入才能产生一个输出，但现在，新设计有两种可能的输出，输出取决于接收输入的顺序。如果首先检测到雷帕霉素，然后是光，则细胞将采用一个取向角度；但如果是相反的顺序接收刺激，则细胞会采用不同的取向角。

 

　　从理论上讲，嵌入纳米计算代理的输入越多，不同组合可能导致的潜在结果就越多。输入可能包括物理或化学刺激，输出可能包括细胞行为的变化，如细胞方向、迁移、修饰基因表达和免疫细胞对癌细胞的细胞毒性。

 

　　这种实验性概念验证为开发更复杂的纳米计算代理打开了大门。团队计划进一步尝试该技术的不同应用。这一研究成果可能成为下一代细胞疗法的基础，用于治疗多种疾病，如自身免疫性疾病、病毒感染、糖尿病、神经损伤和癌症。

 

　　【总编辑圈点】

 

　　相比于硅基计算机，人体是一台更强大、更巧夺天工的超级计算机。人体内每分每秒都进行着大量的逻辑运算，控制生物的新陈代谢、生长、应激、行为、思想。因此，用生物分子替代电子元件，有巨大的潜力。新研制的蛋白质计算器件类似晶体管，可由多个输入控制一个输出；它展示出在蛋白质中嵌入条件并控制其功能的潜力。科学家实现这样精细的控制，为制造下一代医疗设备，精准治疗各种疾病铺平了道路。