奈米醫學研究人員長期以來夢想著一個分子級計算裝置可以植入我們體內，以監測健康並在疾病發展之前進行治療的時代。這種計算機將由生物材料製成，其優勢在於它們能夠說生命的生物化學語言。
數個研究小組最近報告了該領域的進展。加州理工學院的一個團隊在《科學》雜誌上撰文，利用稱為蹺蹺板門的DNA奈米結構構建了類似於微處理器中使用的邏輯電路。正如基於矽的元件使用電流來表示1和0一樣，生物基電路使用試管中DNA分子的濃度。當新的DNA鏈作為“輸入”新增到試管中時，溶液會經歷一系列化學相互作用，從而釋放不同的DNA鏈作為“輸出”。理論上，輸入可以是疾病的分子指標，而輸出可以是適當的治療分子。在試管中構建計算機的一個常見問題是難以控制分子之間發生的相互作用。蹺蹺板門的巧妙之處在於，特定的門只對特定的輸入DNA鏈做出反應。
在隨後的《自然》雜誌論文中，加州理工學院的研究人員展示了他們技術的威力，他們構建了一個基於DNA的電路，可以玩簡單的記憶遊戲。如果整合到活細胞中，具有記憶功能的電路可以根據一系列生物學線索識別和治療複雜疾病。
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然而，這種電路尚未整合到活體組織中，部分原因是其與細胞通訊的能力有限。麻省理工學院的謝鎮及其合作者最近在這方面取得了進展。正如他們在《科學》雜誌上報道的那樣，他們設計了一種基於RNA的電路，該電路更簡單，但仍可以區分經過修飾的癌細胞和非癌細胞，更重要的是，可以觸發癌細胞自我毀滅。
這兩種技術都僅在人工場景中使用過。然而，基於DNA的電路的進步為潛在地實現研究人員長期以來的生物計算夢想提供了一個新的、強大的平臺。