與傳統(tǒng)的基因測序儀相比
近日
研究人員通過"抗體模板鏈交換機"使得每個抗體可以轉化為能夠被DNA計算機識別的獨特DNA片段,DNA計算機根據(jù)識別結果決定是否需要進行藥物輸送
對于這種"能檢測""會思考"的智能DNA計算機
雖然
,該項研究有望使得 "智能藥物"個性化成為現(xiàn)實,也有專家認為它還會給"人機合一"帶來極大的希望,但就目前研究來看,仍有許多問題值得商榷。會思考的"安全系統(tǒng)"
新方法類似一個安全系統(tǒng)
,是否開門取決于站在它前面的人:如果攝像頭能夠識別該人,門可以打開;如果不能識別,門則會鎖上。在默克看來,之前的診斷試驗研究側重于認知,而該系統(tǒng)的特點是可以思考,會根據(jù)思考結果連接到藥物輸送等驅(qū)動。"該項研究使DNA計算邁出巨大一步
,主要表現(xiàn)在提高醫(yī)學檢測準確率、擴大DNA 計算適用性范圍。"南京大學生命科學學院教授朱海亮評價道。與傳統(tǒng)的基因測序儀相比
,DNA計算機要執(zhí)行"思考"動作,"智能"是必要的。朱海亮表示,傳統(tǒng)DNA計算機絕大多數(shù)是依賴于RNA或DNA片段的輸入,從而得到所需要的分子信號,這極大限制了DNA計算在諸如生物合成、生物醫(yī)學和分子診斷等方面的使用。而默克團隊創(chuàng)造性地通過"抗體模板鏈交換"途徑,使抗體作為輸入信號來進行DNA計算,抗體成為輸入信號使得DNA計算能夠用于基于抗體疾病的診斷,同時會得到比傳統(tǒng)的醫(yī)學檢驗更多的關于抗體的信息。另外
,此項研究中的邏輯門和多元化檢測,也使得DNA計算機比傳統(tǒng)DNA計算機能夠運用更多的信息,如閾值、信號擴大、反饋和信號調(diào)整等。"比起傳統(tǒng)DNA計算機,由于抗體與靶蛋白具有高親和力和特異性,各種生物標志都能成為抗體模板鏈交換DNA計算機的輸入信號,使得可輸入性數(shù)據(jù)得到了極大的提高,實際運用能力也得到了極大的加強。"朱海亮說。"智能藥物"前景誘人
當前
,智能藥物的研究非?div id="d48novz" class="flower left">朱海亮表示
,上述將傳感器與藥物結合在一起的做法,只是完成了藥物治療、結果反饋這一方向的智能化,而DNA 計算機則可以完成從抗體檢測到藥物輸送再到藥物治療這三個方向的智能化,使得患者可以通過DNA計算機進行自主的藥物治療。例如
,風濕病、克羅恩病等慢性疾病,往往需要長期服用治療性抗體,可服用這類藥物時間越長,毒性就越明顯。所以,現(xiàn)代醫(yī)學在治療此類慢性疾病時就會出現(xiàn)"怕吃藥,還不得不吃藥"的矛盾心理。而通過DNA計算機測量血液中的治療性抗體的數(shù)量,再通過治療性抗體數(shù)量的變化來精確藥物的定量過程,就可以完美地解決這一棘手問題。然而
多種問題仍須完善
但是,基于抗體的DNA 計算機還不夠完善
如今
,基于DNA 數(shù)據(jù)的分析已經(jīng)研究了近 20 年,而基于抗體數(shù)據(jù)的研究才剛剛開始,其在生物醫(yī)學中的應用前景十分誘人。所以,朱海亮認為,DNA計算機在研究過程中尤其要注意"抗體模板鏈交換機"的準確性--是否能夠準確地進行抗體到DNA 的翻譯,以及如何準確反應體內(nèi)特定抗體濃度的微小變化,這些都是以后研究的主要突破點。未來
,DNA計算機在研究邏輯、破譯密碼、基因編程、疑難病癥防治以及航空航天等領域的應用都具有獨特的優(yōu)勢去年9月,微軟就宣布了一項宏偉的計劃--開發(fā)出能夠進入人體并可以運行的"迷你DNA計算機"
斯坦福大學生物工程系和化學與系統(tǒng)生物學系助理教授亓磊近期也表示:CRISPR基因編輯有望讓人體成為一臺基因可被讀取
在朱海亮看來
但是,"人機合一"現(xiàn)在還只存在于理論層面
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