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容燥兒

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一境性

大自然的奧秘深不見底, 任意一項都可供人類使用. 為何要舍近求遠?

一境性

科學家將人類細胞打造成「生物電腦」
奕晞 10/09/2017 明日科技

(圖：Futurism)
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波士頓大學的合成生物學（synthetic biology）研究團隊成功利用人類胚胎腎臟細胞製造出生物電腦，並進行一系列複雜的計算。利用細胞工程來製作微型電腦並非甚麼新鮮事。但隨著近年來合成生物學的興起，全球的科學家都不斷嘗試控制細胞的 DNA 來驅使細胞的生理活動。

一直以來，大部分實驗都是建基於基因結構較為簡單的細胞，例如大腸桿菌（E. coli）和其他細菌來達成的。要準確控制細胞的基因表達以及進行複雜的計算，研究人員需要嘗試將多個基因迴路 （Genetic circuit）組合起來。


DNA迴路
要組合出一個複雜的基因迴路並非易事，因為過程中需要利用一些調控基因表達的轉錄因子 (transcription factors)。但每個轉錄因子的特性都各有不同，令基因開關的設計變得更有難度。

為了避免轉錄因子的技術問題，合成生物學家 Wilson Wong 和其研究團隊則利用位點特異性 DNA 重組酶 (Site specific DNA recombinase) 來改善 DNA 開關的設計，並將其獨特的設計稱之為「透過 DNA 剪切的布林邏輯與算術」(BLADE)。

DNA 重組酶是一種具有辨識 DNA 序列以及剪切功能的酵素，其酵素剪切性質十分合適來充當基因開關 (on/ off switch)。

在其研究中，研究人員利用細胞的啟動子（promoter），一些獨特的 DNA 片段去設計出遺傳迴路。在正常細胞中，啟動子通常會位於基因上游並參與 DNA 表達以及將信使 RNA (mRNA) 轉譯成蛋白質。

我們推薦: 什麼是合成生物學? — 當科學家遇上工程師
複雜的生物電腦
在他們的實驗設計中，他們設計出 113 個不同的基因迴路，並擁有 96.5% 的成功率。而這個研究最大的壯舉是在於真核細胞中組合多個 DNA 重組酶來製作出可用於布林運算 （Boolean logic）中六個不同的及閘／輸入手段（6-AND gate）和 16 個邏輯閘的記憶體設計。

儘管，研究團隊所設計的大型迴路還沒有實質用途，但對於日後的「生物電腦」的設計提供了一個可靠的藍圖。



參考資料：

Weinberg, B. H., Pham, N. H., Caraballo, L. D., Lozanoski, T., Engel, A., Bhatia, S., & Wong, W. W. (2017). Large-scale design of robust genetic circuits with multiple inputs and outputs for mammalian cells. Nature Biotechnology, 35(5), 453-462.

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科學家首次發現能導電的蛋白質
舒超 09/11/2017 明日科學

科學家發現能導電的蛋白質（圖：TwStock/Shutterstock.com）
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科學家最近發現了一種能導電的蛋白質。如果該發現能被重複並加以利用，這意味著人類自身就擁有醫療診斷工具。未來，或許只要一個小小的電流，就能找到這個特定的蛋白質。




導電的蛋白質
幾年來，亞利桑那州立大學（Arizona State University） Stuart Lindsay 研究團隊反覆測試了他們的發現。因為蛋白質導電實在令人難以相信。他們用了各種各樣的假說來解釋實驗數據，最終得到的結論是：他們確實發現了一種能導電的蛋白質。

整合蛋白（integrin）有一個結構域（domain）稱為 alphaVbeta3。研究人員將 alphaVbeta3 蛋白質掛在兩個電極之間，發現它具有非常高的電導（electronic conductance）。從那以後，他們便開始尋找這一現象的可能解釋。他們曾經考慮過電子跳躍，即電子在不同原子間跳躍，進行電荷的轉移。但這一理論與實驗數據並不相符。


alphaVbeta3 蛋白質導電（圖：Weisi Song, Biodesign Institute, Arizona State University）
量子力學對蛋白質狀態的解釋
後來，Lindsay 看到了匈牙利羅蘭大學（Eötvös Loránd University）理論生物物理學家 Gabor Vattay 的研究。Vattay 提出，根據量子力學，蛋白質分子有兩種狀態，分別為導電和絕緣。電流通過後，蛋白質要麼成為導電體，要麼成為絕緣體。在蛋白質的量子力學能量水平（energy level）分布圖上，有三個彎曲，一個對應導電狀態，一個是絕緣狀態，中間的是二者之間的量子臨界狀態。

Vattay 的理論似乎與 Lindsay 團隊的實驗結果相符。利用超級電腦模擬，研究人員將導電的 alphaVbeta3 蛋白質與量子臨界狀態相匹配，解釋了實驗數據。

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研究意義
當然，研究人員對這一發現持謹慎態度。他們只研究了一個能導電的蛋白質，而且其中的很多機制仍不清楚，希望將來的研究能填補這一空白。

發現導電的蛋白質意味著我們將從全新的視角理解蛋白質，了解如何在奈米尺寸的設備上利用蛋白質，如何調整用於治療的蛋白質。或許，我們需要從根本上重新考慮蛋白質的電性質。



參考資料：

Lindsay S, Song W, Pang P, et al. Observation of giant conductance fluctuations in a protein[J]. Nano Futures, 2017.
Nield D, A protein has been caught conducting electricity, and scientists are really excited, ScienceAlert, Oct 30, 2017.

cwcheung24

我心想、呢啲外星生物擁有超乎常人的能力、黎到應該可以也文也武過著超人般的生活、點解都唔願來呢?

朋友答日: 你願意去馬房好像一隻馬一樣生活嗎?

容燥兒

Dr.k:再知多啲！
人類就無法生存了。
高級生物和我們結構完全不同，等同海底的生物一到淺水即死一樣。努力解決人類問題方為明智❗

容燥兒

Dr.k:呃錢事少！
但害左有些有得醫的患者；
失去黃金時間！
而至返魂無術。
蝗國全無道義可言。
點可以交手先⁉

容燥兒

Dr.k:金仔一定留下兩手！
點Q知侵哥幾時會頭暈身熱。
咁义多仇家兼小人❗

容燥兒

美卫星图显示 朝鲜在山区扩建远程导弹基地
http://www.zaobao.com/special/re ... 7-913796?xtor=CS2-9

容燥兒

诱受害人赴海外“治癌” 诈骗近2亿元犯罪集团被捣毁
http://www.zaobao.com/news/china/story20181207-913790?xtor=CS2-9

容燥兒

Dr.k:你千祈唔好話賓周痛！
我自己都幫唔到自己❗