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生物計(jì)算機(jī)可以打開或關(guān)閉基因表達(dá)，產(chǎn)生特定的蛋白質(zhì)，從而監(jiān)測和適應(yīng)我們的身體變化。

　　北京時(shí)間 4 月 30 日消息。據(jù)國外媒體報(bào)道，瑞士研究人員稱，他們成功制造出一種功能強(qiáng)大、類似計(jì)算機(jī)的人體細(xì)胞，這種細(xì)胞最終可能被用來幫助監(jiān)測一個(gè)人的健康狀況。

　　利用基因編輯工具 CRISPR-Cas9，研究人員能夠模擬出像計(jì)算機(jī)一樣運(yùn)作的人類細(xì)胞，并制造出所謂的“程序可擴(kuò)展回路”。

　　“這種細(xì)胞計(jì)算機(jī)聽起來像是一個(gè)革命性的想法，但事實(shí)并非如此，”瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院生物系統(tǒng)科學(xué)與工程系的生物技術(shù)與生物工程教授馬丁·富塞內(nèi)格爾（Martin Fussenegger）說，“人體本身就是一臺大型計(jì)算機(jī)。自遠(yuǎn)古時(shí)代起，人體的新陳代謝就利用了數(shù)萬億個(gè)細(xì)胞的計(jì)算能力。”

　　這種細(xì)胞的工作原理就像一臺計(jì)算機(jī)，可以改變基因特性的表達(dá)，利用 Cas9 蛋白的一種特殊變體來讀取 RNA 序列，然后打開或關(guān)閉基因表達(dá)，產(chǎn)生特定的蛋白質(zhì)。雖然這種情況下的“技術(shù)”是生物性的，但它卻能高度模擬中央處理器（CPU）的功能，即細(xì)胞處理器可以根據(jù)期望的結(jié)果執(zhí)行特定的操作。

　　通過控制“細(xì)胞計(jì)算機(jī)”的活動，研究人員不僅可以通過對某些化學(xué)過程或代謝產(chǎn)物的反應(yīng)來識別人體內(nèi)發(fā)生的事件，還可以幫助對這些事件做出反應(yīng)。例如，如果某種生物標(biāo)志物在體內(nèi)停留的時(shí)間更長，那就可能表明疾病正在轉(zhuǎn)移。然后，“生物計(jì)算機(jī)”就可以幫助鎖定目標(biāo)腫瘤，并利用它的能力將其移除。

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這一發(fā)現(xiàn)與其他生物計(jì)算機(jī)的不同之處在于它強(qiáng)大的處理能力。

　　研究人員表示，這一發(fā)現(xiàn)與其他生物計(jì)算機(jī)的不同之處在于它強(qiáng)大的處理能力?？茖W(xué)家們設(shè)想的不僅是單個(gè)的生物計(jì)算機(jī)，而是整個(gè)細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)，這種細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)實(shí)際上可以組成一種實(shí)際上能夠擴(kuò)大處理能力的智能組織。

　　“想象一下，在一個(gè)擁有數(shù)十億細(xì)胞的微組織中，每個(gè)細(xì)胞都配備了自己的雙核處理器，”富塞內(nèi)格爾在一份聲明中指出，“從理論上講，這種‘計(jì)算器官’的計(jì)算能力可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一臺數(shù)字超級計(jì)算機(jī)，而且只需要消耗很少的能量。”

　　在富塞內(nèi)格爾的設(shè)想中，他的細(xì)胞計(jì)算機(jī)的能量來源將會非常簡單。他說：“與專門的超級計(jì)算機(jī)相比，這種大型計(jì)算機(jī)只需要一片面包就能提供能量。”

　　對希望創(chuàng)造出似計(jì)算機(jī)細(xì)胞來幫助改善人體健康的科學(xué)家來說，這一發(fā)現(xiàn)意味著重大的突破。此前的研究主要集中在蛋白質(zhì)基因開關(guān)的使用上，而蛋白質(zhì)基因開關(guān)不具備處理信息的能力，一次只能處理一條指令。研究人員表示，這項(xiàng)技術(shù)的下一步將是添加一個(gè)多核處理器，它將能夠處理更復(fù)雜的命令和信息。

　　什么是 CRISPR-Cas9？

CRISPR/Cas9 技術(shù)使用標(biāo)記來識別突變的位置，并通過一種切割酶在某個(gè)精確的位置切割 DNA，允許基因的一小部分被移除

　　CRISPR-Cas9 是一種在細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)的可以在 DNA 中進(jìn)行精確編輯的工具?？s寫詞 CRISPR 代表“常間回文重復(fù)序列叢集”（Clustered Regularly Inter-Spaced Palindromic Repeats）。這項(xiàng)技術(shù)包括一個(gè) DNA 切割酶和一個(gè)決定酶在哪里切割的標(biāo)記。

　　通過編輯這個(gè)標(biāo)記，科學(xué)家能夠?qū)⑶懈蠲付ㄎ坏?DNA 的特定區(qū)域，并在任何他們想要的地方進(jìn)行精確的切割。CRISPR/Cas9 技術(shù)已經(jīng)被用來使基因“沉默”，即有效地關(guān)閉基因。當(dāng)細(xì)胞在修復(fù) DNA 斷裂時(shí)，這一小段 DNA 就被移除了。通過這種方式，研究人員就可以精確地關(guān)閉基因組中的特定基因。此前，科學(xué)家使用這一方法編輯了 HBB 基因，以治療乙型地中海貧血（β-thalassaemia）。（任天）