DNA计算机将变成世界上最小的医疗箱:它可以诊断疾病,并且自动地分配药品以治疗疾病。

现在这种计算机仍处在试管研究阶段,还需要几十年才能用于实际生活。这种计算机非常小,一万亿个这样的计算机只相当于一滴水那么大。但是它能让你看见将来人类身体内的分子运转,测定疾病位点,并且在疾病征兆出现之前对疾病进行治疗。

以色列魏茨曼科学学院的艾尤德 · 夏皮罗(Ehud Shapiro)博士说“我们可以将它设想为一位细胞内的医生”。夏皮罗是这项工作的领导者,他在《自然》杂志上发表了相关的研究内容。

DNA的工作是存储和处理信息,即遗传密码,因此它被用作其它的计算任务一点也不奇怪。科学家们用它来解决各种数学问题。以色列的科学家说他们这台用于医疗的DNA计算机是首创的。

这台由DNA和酶溶液所构成的计算机是用来探测RNA种类的计算机。如果每一种病都对应唯一的基因,那么这种计算机很快就会面世。

举个例子,这种计算机通过确定两种特殊活跃的基因和两种不活跃的基因,便可诊断出前列腺癌。在这种计算机中,DNA片段被设想成一种妨碍不同基因行为的药物,它会被自动地从计算机末端释放出来。

专家们称这项工作是独创的,他们指出已经在试管中完成的研究表明:随着病态DNA的减少,病态RNA数量却在增加。因此目前他们还不清楚,这种计算机能否在有许多DNA、RNA片段以及许多化学药品的干扰下继续在细胞内工作。

美国哈佛大学医学院教授乔治 · 丘奇(George Church)博士说:“我认为整件事情非常精致,它就像一个漂亮的数学证明,但目前还没在人类细胞中应用。”

自从1994年,加利福尼亚大学的莱恩 · 阿德莱曼(Len Adleman)博士声明这种方法可以用来解决数学问题以来,DNA便引起了许多计算机科学家的注意。这个领域的科学家开始设想利用DNA片段进行类似的化学反应,以此解决那些在传统计算机领域内难以攻克的复杂问题。

一些科学家论断,DNA计算机的机械化程度很难超过普通电子计算机。但是夏皮罗决定重点研究用于体内的DNA计算机,在这种计算机中硅元素会受到很大的挑战。

他没有试图去构造一个DNA超级计算机或手掌式计算器,而是从计算机科学的角度出发做了一个简单的设备,它几乎不能被叫作计算机。

它有两种状态,即“是”与“否”。从一种状态变换成另一种状态依据一个变量,它只在找RNA的存在与否。如果一系列步骤的最后,它位于“是”状态,那么诊断结果便是阳性。

夏皮罗开发的DNA计算机将软件和数据都编译成四个遗传密码字母——A,C,G,T。计算机的硬件是无法改变的,它的硬件是一种能以特殊方式阻断DNA链的酶。

这种计算机由双链DNA构成,这种双链DNA的粘性末端由单链DNA组成,粘性末端可以与溶液中的其他DNA和RNA链黏结,这种黏结是按照DNA对的一般规则进行。如果在溶液中发生了黏结,那么酶就会将DNA链隔开,那么就会出现新的粘性末端。如果另一些末端也找到了可黏结的对象,那么酶就会再从另一个地方隔开。如果发生链反应,那么酶最终会将DNA片段一片片地隔开,酶此时的作用相当于药剂。

当DNA的编码问题解决后,将其放入试管中,计算机就会自动工作,并在数分钟内得到结果。

夏皮罗说:“基本上我们只是把东西放在溶液中,观察其中所发生的一切”。