中国在试管中研制成功首台ＤＮＡ计算机雏形

守护天使

中国在试管中研制成功首台ＤＮＡ计算机雏形

上海交通大学生命科学研究中心和中科院上海生命科学院营养科学研究所，最近于试管中完成了DNA计算机的雏形研制，在实验上把自动机与表面DNA计算结合到了一起。这在中国乃属首次，相关论文已发表在中国《科学通报》49卷第1期的英文版上。

　　据介绍，这一DNA计算机采用双色荧光标记对输入与输出分子进行同时检测，用测序仪对自动运行过程进行实时监测，用磁珠表面反应法固化反应提高可控性操作技术等，以至最终在一定程度上完成模拟电子计算机处理0.1信号的功能，将来通过计算芯片技术把电子计算机的计算功能进行本质上的提升，在理论上和潜在的应用上都有重大意义。

　　近年来，利用遗传物质DNA分子中蕴含的计算能力，开发具有强大功能的DNA计算机，成为计算机科学家和生物学家的梦想。1994年埃德曼用DNA分子解决了电子计算机原则上不能解决的“邮递员问题”，揭开了DNA计算机研究的新纪元。2001年由以色列魏茨曼研究所首先完成的基于DNA分子的自动机模型被评选为当年的国际十大新闻。

　　上海交通大学生命科学研究中心主任贺林教授认为，目前的DNA计算机尚处在襁褓阶段，还不具商业运用价值，但是其强大的并行运算能力和以生物分子为计算物质的特征是传统电子计算机所不具备的。

　　贺林教授说，在不久的将来，DNA计算机可被用来开发新一代的基因分型技术，处理基因组的信息，或用注入到人体内的DNA计算机进行基因治疗。如果DNA代表生命科学，计算机代表信息科学，DNA计算机这个典型的交叉课题或许是后基因组时代生命学科与信息学科大融合、大碰撞的一个缩影。

水蓝

是说可以治疗好各位战友了吗？

天狼星

营养所去年上半年才组建，就开始出成果了。

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但要等到何时才有实质性的利好？

守护天使

世界首个大脑芯片问世 可用于治疗脑部受损病人

英国《新科学家》报道，美国南加利福尼亚大学的西奥多·伯格等人花了近10年的时间，研制出了世界上第一个用于修补动物大脑的人工器件———一块能发挥大脑内海马部位功能的硅芯片。

海马控制学习与记忆海马是动物脑部中结构最有规则的部位，其功能是对生活经历进行“编码”。学习与记忆程序就好像电脑处理文件档案的程序一样：准备档案、存档与索取。能行使这种记忆功能的脑部位就在海马脑区，海马能把外来的“刺激”整理、准备存档，同时也能反应索取旧存档，也就相当于回忆。

如果一个人的海马脑区受损，就失去了整理、存档的能力，无法对自己经历的事情形成新的记忆。

芯片含三大关键技术为了制造这一芯片，科学家克服了三重困难。首先是建立海马在各种不同条件下工作的数学模型；其次是将这一模型编程到芯片中；再次是使芯片能够与大脑其它部位协调工作，即解决芯片与脑组织的“接口”问题。

研究人员对实验鼠海马部位的切片进行不同的电信号刺激，多达数百万次，以确定什么样的电信号使海马产生什么样的反应。然后把不同切片的行为组合起来，建立整个海马工作模式的数学模型。

为受损海马安装芯片科学家打算先在实验鼠脑组织切片上试验其功能，然后用活的动物进行试验。确认芯片安全有效之后，再在因中风、阿尔茨海默氏症或癫痫而脑部受损的病人身上试验。

大脑芯片用于病人时，不是植入人脑的内部，而是附着在人的头盖骨上。芯片通过两组电极与脑进行通信，这两组电极分别置放于损坏的海马区域的两边，一组接收从脑的其余部位传送到海马的“输入”信号，另一组则根据芯片内部指令将相应的“输出”信号发送给大脑。

这样，信号就绕过海马区，由芯片来代行海马的职责。所以即使那些海马受损的病人，只要装上了这种芯片，也可以像正常人一样进行信息的存储与记忆，建立新的记忆。

OCD

新年又放新卫星——评所谓的“DNA”计算机

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一塌糊涂 BBS

这个世界上有一个国家，搞科学研究就如同2001年的Nasdaq，很多时候只需要凭一个根本没有经过可行性研究的概念就可以获得“XXX项目”的高额投资。据说这个国家英文名里有一个“C”。

    虽然已经不是大跃进的时代了，但该放的卫星还是要时不时放一放，据说这样有助于增强信心。果不其然，刚过2004年春节又一颗新卫星冉冉升起，它挂的横幅上写着“DNA计算机”。

    所谓“DNA计算机”也叫“DNA Computing”，是Molecular Computing的一个分。
最早提出DNA计算机构想的是Adleman（RSA算法的发明者之一），他于1994年写了篇名为“Molecular computation of solutions to combinatorial problems”，发表于Science杂志，此后一直到2000年，DNA计算机相关的论文一时间成为计算机学家和生物学家研究的热点。但很遗憾，从提出想法到现在所谓的DNA 计算机一直只是试管中的玩物，实在令人想象不出其取代电子计算机的可能性。据MIT 2003年出版的一本颇有权威的名为“Molecular Computing”的书中所写：DNA computing still labors under a preponderance of theory.Laboratory experiments have only explored the nearest shoals.They will be better than traditional methods for some problems, and worse for others. In this way, I expect DNA computation to complement rather than replace our current computational techniques”。不过后来我才明白，MIT的教授也不过尔尔，哪里比得上我们卖昂立口服液的上海交大呢？

    今天的网站和报纸上有条新闻很惹眼——上海交通大学研制出我国第一台“DNA计算机”。乖乖，真是神速啊。记得去年联合申请“DNA计算机”项目的时候不过是2003年11月吧，刚过了3个月人家就给研究出来了。我的佩服真是如滔滔江水连绵不绝一发而不可收拾，就是我改别人的论文也没这么快啊。

    让我们再看看新闻里是怎么写的：“据悉，这一DNA计算机是在以色列魏茨曼研究所的DNA计算机的基础上进行改进后完成的，其中包括用双色荧光标记对输入与输出分子进行同时检测，用测序仪对自动运行过程进行实时监测，用磁珠表面反应法固化反应提高可控性操作技术等，以至最终在一定程度上完成模拟电子计算机处理0，1信号的功能，并可能将来通过计算芯片技术把电子计算机的计算功能进行本质上的提升”。好玄妙阿，可仔细看一看，所谓的什么“用双色荧光标记对输入与输出分子进行同时检测，用测序仪对自动运行过程进行实时监测，用磁珠表面反应法固化反应提高可控性操作技术等”不就是生物学上的PCR测序方法么？此后的一句话也不过是将来的设想罢了，现在也没有做出来啊。

    虽然上面说“可能将来通过计算芯片技术把电子计算机的计算功能进行本质上的提升
。”可下面一段又写“科学家们预测，在不久的将来，DNA计算机可被用来开发新一代的基因分型技术，处理基因组的信息，或用注入到人体内的DNA计算机进行基因治疗”，这不就是说生物学里的基因序列匹配的应用么？说白了也就是计算机数据结构里的字符串匹配相似，只不过采用PCR方法实现罢了。真是越读越糊涂，我实在看不出DNA计算机如何用到基因序列匹配应用上去，莫不是所谓的“DNA计算机”只是将原有的PCR测序方法换了套新装？

    日本人研究科学，如同打井，一旦选择了一个课题就向下狠挖；而中国研究科学，却喜欢跨学科联系，弄得热热闹闹的。我不知道哪一种方法更好，反正我知道日本出了几个诺贝尔奖，而且其科研技术水平不次于美国。“DNA计算机研究组目前聚集了不同学科的研究精英，紧锣密鼓地开展第一代DNA计算机和其他前沿产品等方面研究”，那好，但愿这颗卫星将来也经常出来亮亮光，可别露一下头以后就再也看不见了。