美国研究者藉由在基因上修改细菌,创造出「活生生的电脑(living computers)」。 此研究的发现,发表在BioMed Central 开放存取的Journal of Biological Engineering 上,证明了在活细胞中进行运算是可行的,同时开启了一些应用的大门,包括数据储存,以及作为一种遗传工程的工具用以操纵基因。

一个来自于北卡罗来纳州Davidson College 生物与数学系以及密苏里州Missouri Western 州立大学的科学家团队,将基因添加到大肠杆菌(E. coli)中,创造出细菌计算机,能解开古典的数学难题,称为烧焦的薄煎饼问题(burnt pancake problem,即Pancake sorting )

烧焦薄煎饼问题涉及到一迭大小不同的薄煎饼,每个都有各有金黄色与烧焦的一面。这个烧焦薄煎饼问题涉及到一叠大小不同的薄煎饼,每个都有各有金黄色与烧焦的一面。 目标是要将这一迭薄煎饼排序,让最大的薄煎饼在最底下,而且所有的薄煎饼都是金黄色那一面朝上。每次翻转都会使一个或数个连续不断之薄煎饼的顺序以及方向(换言之,薄煎饼的哪一面朝上)颠倒。目标是要在最少翻转次数下将它们迭成正确的一堆。

在这项实验中,研究者把DNA 片段当成薄煎饼使用。 他们添加来自于不同类型细菌的基因,让大肠杆菌能够翻转DNA「薄煎饼」。他们亦包含一种基因,使细菌能抵抗抗生素,但只有当DNA 片段已翻转至正确次序时才会生效。细菌达到数学上的解所需要的时间,反映出解开烧焦薄煎饼问题所需之最小翻转次数。

“这个系统提供了数种潜在优势超越了传统计算机,” 领导研究者Karmella Haynes 说。”一只烧瓶可容纳数十亿只细菌,每一个都有可能包含数份用来运算的DNA 拷贝。这些「细菌计算机」能相互并行运作,这表示会比传统计算机更快获得解答。 同时使用较少的空间与较低的成本。” 除了并行之外,细菌运算也有潜力利用修复机制,当然,也能推断出之后的重复使用。

相关报导:
http://www.jbioleng.org/content/2/1/8/abstract
http://www.msnbc.msn.com/id/24880713/

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