纳米医学研究人员长期以来梦想着一个分子级计算设备可以植入我们体内，以监测健康并在疾病发展之前进行治疗的时代。这种计算机将由生物材料制成，其优势在于它们能够说生命的生物化学语言。
数个研究小组最近报告了该领域的进展。加州理工学院的一个团队在《科学》杂志上撰文，利用称为跷跷板门的DNA纳米结构构建了类似于微处理器中使用的逻辑电路。正如基于硅的组件使用电流来表示1和0一样，生物基电路使用试管中DNA分子的浓度。当新的DNA链作为“输入”添加到试管中时，溶液会经历一系列化学相互作用，从而释放不同的DNA链作为“输出”。理论上，输入可以是疾病的分子指标，而输出可以是适当的治疗分子。在试管中构建计算机的一个常见问题是难以控制分子之间发生的相互作用。跷跷板门的巧妙之处在于，特定的门只对特定的输入DNA链做出反应。
在随后的《自然》杂志论文中，加州理工学院的研究人员展示了他们技术的威力，他们构建了一个基于DNA的电路，可以玩简单的记忆游戏。如果集成到活细胞中，具有记忆功能的电路可以根据一系列生物学线索识别和治疗复杂疾病。
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然而，这种电路尚未整合到活体组织中，部分原因是其与细胞通信的能力有限。麻省理工学院的谢镇及其合作者最近在这方面取得了进展。正如他们在《科学》杂志上报道的那样，他们设计了一种基于RNA的电路，该电路更简单，但仍可以区分经过修饰的癌细胞和非癌细胞，更重要的是，可以触发癌细胞自我毁灭。
这两种技术都仅在人工场景中使用过。然而，基于DNA的电路的进步为潜在地实现研究人员长期以来的生物计算梦想提供了一个新的、强大的平台。