原型设备显示荧光'E'并显示伊波拉病毒中发现的脱氧核糖核酸
早期检测是缓发埃博拉病毒的关键,例如目前传播到西非的埃博拉病毒估计已感染近1000人世界卫生组织最新报告.分子计算机总有一天可以简化生物医学解析,新建原型设备可显示荧光字母并显示伊波拉病毒或密切相关马尔堡病毒核酸序列E表示埃博拉或M表示马尔堡...一号
一种识别微生物的方法是微数组内核酸链补充不同病毒中的脱氧核糖核酸或RNA医生从受感染病人样本中分离并放大病毒核酸净化样本中核酸绑定数组中那些产生信号-典型的荧光分子荧光点图案出现在数组中 计算机解释图案识别样本中的病毒
分子逻辑
使用分子计算机分析可简化生物医学诊断这种方法将微数组表面发生的分子识别与传统上由电子计算机实现模式识别合并成单步分子计算机编程配有数组脱氧核糖核酸、RNA或蛋白逻辑门
一种逻辑门使用脱氧核糖核酸或脱氧核糖核酸转换成荧光标签DNA输出输入核酸绑定脱氧核糖核酸单串闭环流时,它触发循环端一端从脱氧核酸核酸根分离链式脱氧核糖核酸 称基底绑定干料 脱氧核糖核酸片片段割裂产物之一是短链DNA 内含荧光染色染色点亮 因为它从基底另一端的决查器分离
研究人员可以设计脱氧核素结构,输入关闭门,而其他脱氧核素逻辑门则需要输入组合科学家将不同类型的分子逻辑门连接到电路中,这些电路根据分子输入量进行计算
2006年Joanne Macdonald后在哥伦比亚大学 美国和她的同僚创建分子计算机 用32个脱氧核糖核酸分子和128个脱氧核糖核酸门计算台式游戏中的下一动对抗人对手2另一路由12个基于脱氧核糖核酸逻辑门使用八分输入计算四分二乘数平方根.3分子计算机也可以在细胞内工作一电路感知五大微核电路产生杀细胞蛋白.4
可见显示器
Macdonald,澳大利亚Sunshe海岸大学,她的同事想了解是否有可能将脱氧核糖核酸逻辑门连接到电路中,产生数字或字母可见显示
团队设计逻辑门响应 15核化脱氧核糖核酸段 从基因组2filo病毒, 埃博拉和马尔堡马尔堡病毒唯一序列的出现触发脱氧核糖核酸门切开含有绿色荧光染色物的底片线
四种伊波拉病毒千差万别以至于不分享15核化序列表示检测伊波拉需要略为复杂脱氧核糖核酸门研究者设计出双循环式脱氧核糖核酸:一检测马尔堡序列,二检测所有filo病毒常用序列,包括马尔堡和所有伊波拉菌株开关仅在filo病毒序列出现时激活,但马尔堡序列不是激活芯片贴上粉色荧光染色
研究者使用电路设计程序 排列15口水井中2道逻辑门响应马尔堡输入后生成绿色M添加filo病毒序列而不使用Marburg序列隔夜钻井输入序列后,研究人员用UV光盒可视化对应字母输出
Macdonald表示,她的团队现在正用病毒基因组样本测试脱氧核糖核酸门,而不是合成序列
另一项实验中,研究人员搭建分子计算机生成七层显示器像数字时钟数字显示器一九编码使用四种DNA输入的不同组合并创建分子电路,以便适当的显示段点亮时,输入特定数加入水井
证明原理工作提示未来可能废除计算机阅读诊断解析米兰斯托扬诺维奇哥伦比亚大学Macdonald博士后顾问(2004-2012年),令他兴奋的是看到清晰读出过程, 反之则需要解码微数组复杂模式, 他认为简单字母数字显示思想 也可以应用到其他类型分子逻辑
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