生物纳米计算机

(2009-以色列)

技术简介：

最近几十年，生物数据的数量和质量产生了爆炸式的增长，包括人的基因组序列和高输出量的基因表达式化验。从表面看来，这些方面的发展为生物反应过程积累了丰富的知识，这些知识可以让我们更好地理解疾病的因果关系。我们可以预见，通过能够分析和响应内生生物信号的分子系统，可以帮助我们在分子水平上实施诊断方法和治疗方法。

魏茨曼科学院的研究者们发明了一种新的自治的分子级水平的计算机，这种计算机可以通过编程来检查疾病症状，根据医学知识诊断这些症状，并根据诊断结果开出在合适时间服用的合适剂量。这种计算机的可操作性在活体外简化疾病的分子模型中得到了验证。疾病模型由几种分子级疾病病因组合构成，包括基因的过表达和欠表达，显现癌症或遗传病的基因变异。诊断的规则将医学知识编码成简化的形式，这些规则控制着计算机的操作。例如，对于某一种疾病(如某一种癌症)，诊断规则应该表示为：如果基因A和基因B欠表达，基因C和基因D过表达，则控制单链DNA分子X(X是一种基于反义DNA的药物)，专门用来治疗所诊断的疾病。除了医学应用，这些系统如果在活体外操作，则可以探测出单细胞的mRNA的水平。因此，它可以成为科研上度量mRNA的水平的重要工具。

技术优势：

1.这种分子级水平的计算机可以通过编程来检查诊断疾病，并在合适时间给予合适剂量的必需药品。这种计算机在简化分子模型中通过验证具有可操作性，这些分子模型包括基因的过表达和欠表达，显示癌症和遗传病的基因变异；2.在以研究为目的的实验中，分子计算机可作为一种很重要的工具测试mRNA的水平和它们的组合。

应用领域：

1.癌症和其它基因表达式改变导致的疾病的治疗方法和诊断方法；2.在多种领域中新的研究工具，例如分子细胞生物学和癌症研究。