原始细胞利用DNA逻辑进行交流和计算

布里斯托大学、埃因霍温理工大学和微软研究院的研究人员成功组装了人工细胞群落，可以利用截获的DNA逻辑门进行化学通讯和分子计算。

这项工作是在原始细胞中合成化学认知的一个进步，可能有助于生物传感和治疗。

由脱氧核糖核酸制成的分子计算机利用脱氧核糖核酸链之间的可编程相互作用，将脱氧核糖核酸输入转化为编码输出。

然而，DNA计算机运行缓慢，因为它们在化学汤中运行，并且它们依赖随机分子扩散来执行计算步骤。

将这些过程组装成可以相互发送DNA输入和输出信号的人工细胞样实体(原细胞)，将提高分子计算的速度，并保护包裹的DNA链免受血液中存在的酶的降解。

在今天发表在《自然纳米技术》杂志上的一项新研究中，由布里斯托大学化学学院斯蒂芬曼教授和埃因霍温科技大学生物医学工程系汤姆德格里夫教授领导的团队开发了一种新方法，称为BIO-PC(Protocell communication biomolecular implementation)，该方法基于半透性胶囊(蛋白质组)社区，该社区包含多种DNA逻辑门，可以一起用于分子。

分区可以提高计算电路的速度、模块化和可设计性，减少DNA链之间的串扰，使分子电路在血清中发挥作用。这一新方法为利用protocell通信平台使嵌入式分子控制电路更接近生物传感和治疗的实际应用奠定了基础。

布里斯托尔原型生命研究中心的曼恩教授说：“智能人工细胞之间使用DNA逻辑代码进行化学交流的能力，为非常规计算和现实微系统之间的接口开辟了新的机会。

“这将使分子控制电路更接近实际应用，并为具有信息处理能力的原始细胞如何在生命起源中发挥作用提供新的见解。”