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生物界台積電?科學家用細菌印出活體電路

根據報導,科學家改造泛菌打造出細胞電晶體,只要把它們印在表面上,免改基因就能執行複雜運算。

示意圖,非事件現場(圖片來源:Pexels) /攝影:turek

根據 nature.com 的報導,科學家最近搞出了一個聽起來像科幻電影,但其實是硬核生物學的奇葩研究:他們竟然用細菌做出了可以運算的「電路板」。

我們都知道,生物體內的細胞溝通和集體運算超級複雜,要重新編程這些充滿各種訊號分子和調控網路的自然系統,簡直是場噩夢。為此,研究團隊決定套用傳遞電晶體邏輯(PTL)的原理,設計出可以在固體表面上直接進行運算的細菌。

報導指出,研究人員特別改造了一種叫做成團泛菌(Pantoea agglomerans)的細菌,打造出 N 型與 P 型兩種「細胞電晶體」,而它們的輸入與輸出訊號並不是電流,而是小分子。為了讓這些小分子不會亂跑,他們還加入了三種「中繼細菌」,成功將分子的隨機擴散轉換成乖乖聽話的單向流動。

最荒謬的是它們的組裝方式。科學家利用聲學液體處理設備,把這五種細菌像印表機一樣「印」在表面上。只要改變列印的圖案,完全不需要再對細菌進行任何基因修改,就能執行各種不同的運算操作,包含多輸入多輸出邏輯、解多工器、半加器甚至全加器。這份研究證明了,只要有這五種各自負責簡單操作的細胞,就能堆疊並創造出複雜的運算功能。

這畫面讓台灣讀者看了一定很有既視感,這根本就是生物界的「台積電」嘛!在台灣,我們早就習慣了無塵室裡那些由矽晶圓和精密設備堆疊出來的晶片代工;但現在,科學家卻用活生生的細菌和印表機,在培養皿表面上「代工」出了一套活體電路。或許哪天,當全球又面臨晶片短缺的時候,我們不需要急著搶地蓋新晶圓廠,而是趕緊多培養幾盤細菌來支援算力。

  1. 原始報導nature.com
  2. 發現來源カラパイア (該站亦為轉載,非原始報導)
  3. 本站依編輯準則以繁體中文改寫,不主張第一手報導

標籤細胞電晶體生物運算合成生物學