第一個用于電路的基于蛋白質(zhì)的納米計算代理

美國賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究小組建立了第一個用于電路的基于蛋白質(zhì)的納米計算代理。根據(jù)最新的論文《科學(xué)進(jìn)展》，研究人員解釋說，通過合并兩個對刺激的反應(yīng)領(lǐng)域來設(shè)計目標(biāo)蛋白質(zhì)。目標(biāo)蛋白質(zhì)可以調(diào)整方向和空間位置，使其對光和雷帕瑪辛這種藥物產(chǎn)生反應(yīng)。至此，向開發(fā)新一代細(xì)胞治療法邁進(jìn)了一步。

破壞癌細(xì)胞或損傷后促進(jìn)組織再生的傳統(tǒng)細(xì)胞治療法需要時間使蛋白質(zhì)表達(dá)和分解，在此過程中消耗細(xì)胞的能量。

基于蛋白質(zhì)的納米計算代理可以直接對刺激（輸入）做出反應(yīng)，并生成必要的動作（輸出）。

在該實驗中，研究組將工學(xué)蛋白質(zhì)注入到活細(xì)胞中，使細(xì)胞暴露在刺激下。以前需要兩個輸入才能產(chǎn)生一個輸出，但是新的設(shè)計現(xiàn)在可以有兩個輸出，輸出取決于接收輸入的順序。如果先檢測出雷帕霉素，再檢測出光，細(xì)胞就會采取一個方向角度。相反，如果受到刺激，細(xì)胞就會有不同的取向角。

從理論上講，嵌入式納米計算代理的輸入越多，不同組合所導(dǎo)致的潛在結(jié)果也就越多。投入可以包含物理或化學(xué)刺激，產(chǎn)出可以包含細(xì)胞的行為變化，如細(xì)胞方向、移動、變異基因的發(fā)現(xiàn)、免疫細(xì)胞對癌細(xì)胞的毒性。

這個實驗概念為開發(fā)更復(fù)雜的納米計算代理打開了大門。團(tuán)隊計劃將這種技術(shù)應(yīng)用得更多樣一些。該研究結(jié)果可以成為治療自身免疫疾病、病毒感染、糖尿病、神經(jīng)損傷及癌癥等多種疾病的下一代細(xì)胞治療的基礎(chǔ)。