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    日前，來(lái)自以色列巴伊蘭大學(xué)（Bar-Ilan University）的研究人員成功地用 DNA 鏈造出了一種納米機器人，它們能在活動(dòng)物體內按照編制的程序執行邏輯操作，就像一種納米機器人計算機。研究人員把這些“機器人”注射到蟑螂體內，觀(guān)察它們是怎樣瞄準一個(gè)細胞來(lái)“工作”的。相關(guān)論文發(fā)表在最近出版的《自然-納米技術(shù)》上。
 

    生物系統是由一個(gè)個(gè)“分子零件”組成的**體，這些分子零件四處活動(dòng)，互相碰撞在一起。細胞通過(guò)精確地控制這些碰撞，執行著(zhù)復雜的任務(wù)過(guò)程。但要開(kāi)發(fā)出一種人工機器，能與細胞內的機器對接并控制分子零件之間的相互作用，還非常困難。而 DNA 分子不僅和生物系統天然對接，還是執行邏輯運算的天然“基帶”（substrate）。

    以往研究表明，由于 DNA 鏈具有和不同蛋白質(zhì)反應的性質(zhì)，所以可用來(lái)編程模擬生物線(xiàn)路，甚至解決簡(jiǎn)單的數學(xué)問(wèn)題。研究小組證明了這種編程技術(shù)還可以擴展到活動(dòng)物體內，用來(lái)執行特殊任務(wù)，比如用來(lái)摧毀癌細胞。

    研究人員先把盤(pán)卷在一起的 DNA 雙螺旋鏈放松解開(kāi)，再按折疊紙盒的方式把它們連接在一起，然后在這種“ DNA 盒子”里裝入一種化學(xué)分子，作為一種中繼開(kāi)關(guān)。下一步再制作其他結構的“零件”,讓這些“零件”既能跟“盒子”反應，又能跟蟑螂體內的某些特殊蛋白質(zhì)反應。總的目標是做出多種方案來(lái)，讓“盒子”在碰到特定蛋白質(zhì)時(shí)能自動(dòng)打開(kāi)。加入多種結構的納米“零件”,可以讓“盒子”選擇性地打開(kāi)。

    比如，讓“盒子”只有在遇到3種蛋白質(zhì)時(shí)才打開(kāi)，其中一種是蟑螂體內的天然蛋白質(zhì)，另外兩種由兩種不同的 DNA 折疊零件所攜帶。把多種形式的結合混在一起，結果“盒子”就能以邏輯運算的方式?jīng)Q定打開(kāi)與否，如“與”“或”“非”（如果某種蛋白質(zhì)出現，則“盒子”不會(huì )打開(kāi)）等，這就意味著(zhù)它們在活動(dòng)物體內能按照邏輯計算來(lái)運作。

    在實(shí)驗中，研究人員給“ DNA 盒子”里裝了一種能與血淋巴分子結合的化學(xué)分子，這種血淋巴分子存在于蟑螂血中。所有納米機器人都充滿(mǎn)熒光標記，以此跟蹤觀(guān)察它們在蟑螂體內的行動(dòng)。

    據研究人員報告，實(shí)驗的運行正像預先設想的那樣：“ DNA 盒子”打開(kāi)與否取決于注入蟑螂體內的整體納米機器人“艦隊”的設計。他們演示了多種邏輯門(mén)，包括AND（與）、OR（或）、XOR（異或）、NAND（與非）、NOT（非）、CNOT（控制非）和半加（half adder）。研究小組認為，在今后5年內，人們就可能造出用于***的納米機器人計算機。