日本合成世界首个人造DNA可驱动未来电脑

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         据国外媒体报道,日本的科学家日前称,他们最近成功地合成出了世界首个几乎是百分之百的人造DNA分子。这一新技术不仅将有助于改进基因治疗方法,甚至还能驱动未来的纳米级电脑或者其它高科技装备。

世界首个人造DNA分子诞生

  在即将于7月23日出版的最新一期《美国化学协会会刊》上,日本科学家将公布他们的这项最新研究成果。多年来,科学家们一直在探索一种储存密度更大,存储状态更稳定的信息载体。由于脱氧核糖核酸(DNA)有一大特性,就是能够携带生物体的大量基因物质。它惊人的信息存贮容量给科学家们以启迪。他们试图研制人造DNA作为未来的新型信息载体。利用人造DNA存储信息,即所谓的生物存储,这是对DNA上述特性的充分利用。科学家们此前还曾利用过首个大肠杆菌的DNA,之后让酵母细胞来复制DNA,然后将它们组装到一个人造染色体上。目前,DNA技术已经可以应用于制造简单电路。

日本科学家制成世界首个人造DNA

  众所周知,DNA的核苷酸序列是遗传信息的贮存形式。DNA一般是通过四种基本构件(核苷酸)对蛋白质进行编码,决定蛋白质中氨基酸排列顺序。此前,已有一些科学家利用人造材料合成了DNA分子。近期,日本富山大学医学教授井上将彦成功地将四种全新的人造构件融进一个DNA分子的糖基框架之中,从而形成了一种异常稳定的双螺旋结构的人造DNA分子,酷似天然的DNA。该结构与普通的DNA双螺旋结构极为相似。与普通DNA相比,人造DNA分子结构呈右螺旋,而且极易形成三重螺旋结构。DNA通过4个碱基配对来复制基因代码,从而主导细胞的功能和发展。其他科学家用较少的人造碱基制造了DNA分子。

  这种人造DNA结构所拥有的化学特性和异乎寻常的稳定性,将使得生物技术和材料的广泛应用成为可能。人造DNA技术将可能应用于未来细胞外基因系统,该系统具有信息存储和扩展功能。这也许能够为未来DNA计算机的信息存储技术提供理论参考。像天然的DNA一样,此新的人造DNA也是右旋结构,不过,还有一些分子很容易形成3螺旋结构。这些结构的独特化学特征和其高度的稳定性,为开发新的生物技术材料和应用提供空前的可能性。

可用人造DNA创造新生物

  早在50年前,科学家已经开始尝试在试管中合成DNA,他们把各种普通的化学成分组合在一起,制造出了这种最独特的生命分子。美国研究人员现在准备跨越一个巨大障碍:完全用人造DNA创造生物。科学家们已经合成出世界上首个完全人造的染色体--长串完全在实验室中合成的DNA,其中包括微生物生存和繁殖所需的所有指令。

  科学家希望明年把这个染色体移植到一个细胞中,预计该染色体将在细胞里“自行启动”,这就像从网上下载的软件一样,然后“诱骗”这个等待的细胞执行命令。尽管首个人造染色体与天然染色体完全相同,但科学家正在合成一些其他的染色体,这些染色体能够创造出前所未有的生物。科学家和哲学家均认为,用人造DNA创造生物将是一个具有分水岭意义的大事件,它模糊了天然生物和人造产品之间的区别,使人们必须重新考虑是什么使一个东西被称为生命。

  然而,这种对天地万物前所未有的控制程度提出的不仅仅是哲学问题。科学家、恐怖分子和其他有创造力的人会创造出什么样的生物?如何遏制这些能够自我复制的个体?创造人造生命的基本工具的专利权最终会归谁所有?安全担忧也日益加剧。已经有几位科学家成功地合成了人造病毒。人类即将拥有人造细菌的能力。与病毒不同,细菌可以在活体之外的环境中生存和繁殖。这引起了人们对污染、传染和潜在危害的新忧虑。
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