據外媒體5月12日（北京時間）報道，美國杜克大學研究人員稱,，他們利用攜帶全部生命信息的DNA（脫氧核糖核酸）的獨特雙螺旋結構,，將經過改造的DNA片段和其他分子進行簡單混合，即可制造出無數個同樣的,、細小的,、像華夫餅干一樣的器件,。利用這種技術，將來或只需一天時間就可達到現在全球每月的芯片生產量,。
杜克大學電子和計算機工程學副教授克里斯·德維耶認為,，下一代電腦中或將不再使用硅芯片，而使用由DNA片段制造的邏輯芯片,。
DNA由多對核苷酸堿基組成,，這些堿基之間的關系非常密切，德維耶團隊通過將這些堿基對以不同的順序進行排列,，得到了不同的DNA片段,。這個過程類似于玩拼圖游戲：混亂的拼圖碎片會慢慢找到它們的鄰居，最終成為一幅完整的拼圖,。研究人員要做的則是將無數個拼圖碎片放在一起,，然后拼出無數個同樣的拼圖。
在德維耶的實驗中,，“華夫餅干”“拼圖”有16塊,，光敏分子放置在“拼圖”的脊線上。當光線照射在光敏分子上時,，光敏分子吸收光線,，刺激電子，釋放出的能量會使附近的另一類光敏分子吸收這些能量,，并發(fā)射出不同波長的光線,。僅用一個探測器就可將輸出光線與輸入光線區(qū)別開來。
研究證明,，這些納米結構能夠有效地進行自組裝,，當在其上添加不同的光敏分子時，這個“華夫餅干”會顯示出獨特的“可編程”特性,，因此,，通過使用光線來刺激這些光敏分子，研究人員就能夠制造出簡單的邏輯門（開關）,。使用更大一些的“華夫餅干”,，可制造出更復雜的電路，而且這種可能性是無限的,。
傳統的電路使用電流快速地在“0”和“1”之間切換,，而在新的器件中，光線可刺激由DNA制造的開關作出同樣的反應,，且速度更快,。德維耶稱，這是人們首次證明分子具有如此活躍且快速的處理和傳感能力。
德維耶指出,，這些“華夫餅干”器件可成為未來計算機芯片的基本組件,。由于這些納米結構從根本上來說就是傳感器，因此,，它亦可應用于生物醫(yī)學,。研究人員可據此制造出細小的納米器件，以對作為疾病標識的不同蛋白作出反應,。（生物谷Bioon.com）
Nature：一種雙單元分子開關可控棕色脂肪細胞生成
PNAS：研究發(fā)現皰疹病毒分子開關
Molecular Cell：調節(jié)核糖體翻譯功能的分子開關
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Small 10.1002/smll.200901996
Encoded Multichromophore Response for Simultaneous Label-Free Detection
Constantin Pistol 1, Vincent Mao 1, Viresh Thusu 1, Alvin R. Lebeck 2, Chris Dwyer 1 *
1Department of Electrical and Computer Engineering Duke University 130 Hudson Hall Durham, NC 27708 (USA)
2Department of Computer Science Duke University Box 90921, Durham, NC 27708 (USA)
The self-assembly of molecularly precise nanostructures is widely expected to form the basis of future high-speed integrated circuits, but the technologies suitable for such circuits are not well understood. In this work, DNA self-assembly is used to create molecular logic circuits that can selectively identify specific biomolecules in solution by encoding the optical response of near-field coupled arrangements of chromophores. The resulting circuits can detect label-free, femtomole quantities of multiple proteins, DNA oligomers, and small fragments of RNA in solution via ensemble optical measurements. This method, which is capable of creating multiple logic-gate-sensor pairs on a 2 × 80 × 80-nm DNA grid, is a step toward more sophisticated nanoscale logic circuits capable of interfacing computers with biological processes.
