據(jù)美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)網(wǎng)站3月28日?qǐng)?bào)道，美國(guó)斯坦福大學(xué)的生物工程團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出一種基因器件，可在個(gè)體活細(xì)胞中像晶體管一樣起作用，從而將計(jì)算從機(jī)械和電子帶入到生物學(xué)活細(xì)胞領(lǐng)域。研究團(tuán)隊(duì)在28日出版的《科學(xué)》雜志上詳細(xì)描述了這種由遺傳物質(zhì)DNA（脫氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）制成的生物晶體管，并稱之為“轉(zhuǎn)錄器”。

論文第一作者、生物工程博士后杰羅姆·博內(nèi)特表示，與晶體管和電子器件相類似，轉(zhuǎn)錄器是對(duì)基因邏輯進(jìn)行放大的關(guān)鍵組成部分。轉(zhuǎn)錄器的創(chuàng)建將允許工程師們?cè)诨罴?xì)胞內(nèi)進(jìn)行計(jì)算和記錄。當(dāng)細(xì)胞暴露于某些外部刺激或環(huán)境因素，就能按需打開(kāi)和關(guān)閉。

在電子設(shè)備中，晶體管控制電子沿著電路流動(dòng)。同樣地，在生物設(shè)備中，轉(zhuǎn)錄器控制特定蛋白——RNA聚合酶沿著DNA鏈的流動(dòng)。研究團(tuán)隊(duì)已利用該轉(zhuǎn)錄器創(chuàng)建出電子工程中熟知的邏輯門(mén)。研究人員將這種以轉(zhuǎn)錄器為基礎(chǔ)的邏輯門(mén)稱為“布爾聚合酶邏輯”（BIL）門(mén)。

所有的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)盡管存在外在差異，但都具有3個(gè)共同的基本功能：信息的存儲(chǔ)、傳輸和邏輯運(yùn)算?；谵D(zhuǎn)錄器的門(mén)單獨(dú)并不能構(gòu)成一臺(tái)計(jì)算機(jī)，但它們是可在單個(gè)活細(xì)胞內(nèi)運(yùn)行的生物計(jì)算機(jī)的第三個(gè)、也是最后一個(gè)器件。

在生物環(huán)境中，邏輯的可能性像在電子學(xué)中一樣是無(wú)限的。研究人員可測(cè)試一個(gè)給定細(xì)胞是否接觸到任何數(shù)量的外部刺激，如葡萄糖和咖啡因的存在。BIL門(mén)將決定是否將這些信息進(jìn)行存儲(chǔ)，如此即可簡(jiǎn)單地識(shí)別出細(xì)胞是否與外部刺激接觸。同樣，在某些因素下，也可告訴細(xì)胞開(kāi)始或停止繁殖。將BIL門(mén)與研究團(tuán)隊(duì)的生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，就有可能實(shí)現(xiàn)從細(xì)胞到細(xì)胞的遺傳信息交流，從而協(xié)調(diào)一組細(xì)胞的行為。

為了創(chuàng)建轉(zhuǎn)錄器和邏輯門(mén)，研究團(tuán)隊(duì)使用了經(jīng)過(guò)仔細(xì)校準(zhǔn)的酶組合，其能控制RNA聚合酶沿著DNA鏈的流動(dòng)。DNA相當(dāng)于電線，RNA聚合酶相當(dāng)于電子。對(duì)6個(gè)基本邏輯門(mén)的設(shè)計(jì)和構(gòu)建是基于2種絲氨酸重組酶的活性基礎(chǔ)之上的。每個(gè)邏輯門(mén)由3個(gè)基因組成：2個(gè)為編碼輸入的基因，一個(gè)為輸出基因，該基因含有不同的轉(zhuǎn)錄控制元件（啟動(dòng)子，終止子），而這些轉(zhuǎn)錄控制元件在其側(cè)面上具有重組酶識(shí)別位點(diǎn)。

該轉(zhuǎn)錄器獲得了介于生物學(xué)晶體管和半導(dǎo)體晶體管之間的一些類似重要功能：信號(hào)放大。聚合酶表達(dá)的微小變化，即可引起其他兩個(gè)基因表達(dá)的很大變化。此一結(jié)果或?qū)⒊蔀闃?gòu)建更大、更復(fù)雜基因電路的進(jìn)身之階。（馮衛(wèi)東）