生物「電腦」:癌細胞新殺手

【美國每日科學網站9月2日報道】題:生物「電腦」消滅癌細胞:診斷網路植入人體細胞 以蘇黎世聯邦工學院教授雅科夫·貝嫩森和麻省理工學院教授羅恩·魏斯為首的研究人員,成功將診斷生物「電腦」網路植入人體細胞。這個網路通過對5種癌症特有的分子因子進行邏輯組合來確認某些癌症細胞,從而毀滅癌細胞。 貝嫩森教授長期致力於開發在活體細胞中工作的生物電腦。他的目標是,製造出生物電腦,識別攜帶有關細胞健康狀態重要信息的分子, 並將這些信息進行處理,如發現細胞異常,就指示採取相應的治療對策。如今,他與魏斯教授以及包括博士後學者珍·謝(音)和勞拉·普羅哈茲卡等科學家一道, 朝著實現這個目標邁出了重要一步。 在《科學》雜誌上剛剛發布的一項研究報告中,他們介紹了一種多基因合成「電路」,它的職責是甄別出癌細胞和健康細胞,並消滅癌細胞。這個電路的工作程序是,將5種細胞內癌症特有的分子因子及其濃度進行取樣和綜合。只有在細胞中這些因子都存在的情況下,這種電路才鑒定為陽性,這樣檢查癌症的準確度很高。研究人員希望,這可以成為治療癌症特殊方法的基礎。 這些科學家在兩種人工培養的人體細胞——海拉細胞的子宮頸癌細胞和正常細胞——中試驗了這種基因網路。當基因生物電腦植入這些不同類型的細胞中,只有海拉細胞被消滅,健康細胞未被消滅。 取得這一結果需要做很多基礎工作。貝嫩森和他的團隊必須先搞清楚哪種分子的組合是海拉細胞特有的。他們在屬於化合物級的分子即miRNA(微核糖核酸)中尋找,最後確認一種miRNA組合,是海拉細胞特有的,而其他健康的細胞類型卻沒有。 這位一年半前從哈佛大學轉到蘇黎世聯邦工學院的教授解釋說,創建一個miRNA「檔案」與找出一系列癥狀來診病並無不同:「單純一種癥狀,比如發燒,絕不能確診是某種病。醫生得到的信息越多,他的診斷就越可靠。」因此研究人員尋找好幾種能將海拉細胞與其他健康細胞區別開來的因子。結果發現,一個只有5種特有的miRNA的組合,有的含量高,有的含量很低,就足以將海拉細胞與所有健康細胞區別開來。 貝嫩森說:「在發現這些miRNA因子的細胞內啟動布爾運算。生物電腦利用邏輯運算,比如『和』與『不』,將這些因子進行組合,當對所有這些因子的整個運算過程得到一個邏輯值『正確』時,只有一個所需要的結果,即細胞死亡。」