美科學(xué)家造出細(xì)菌計算機(jī) 基因技術(shù)解數(shù)學(xué)難題

????北京時間7月29日消息，據(jù)國外媒體報道，美國科學(xué)家近日設(shè)計出一種“有生命力”的計算機(jī)——細(xì)菌計算機(jī)，而且能夠解決復(fù)雜的數(shù)學(xué)難題，速度遠(yuǎn)比硅芯片計算機(jī)運(yùn)算速度快。隨著細(xì)菌的不斷繁殖，細(xì)菌計算機(jī)的運(yùn)算能力還會不斷增加。

 ???細(xì)菌計算機(jī)能解數(shù)學(xué)難題

????科學(xué)家是利用大腸桿菌設(shè)計出這種生物計算機(jī)的，并將這項發(fā)表于近日出版的《生物工程雜志》上。通過這種生物計算機(jī)，能夠來解決稱為“ 漢彌爾

????這個看似簡單的問題卻是出人意料地難以解決，因?yàn)榭晒┻x擇的路徑有350多萬條。普通計算機(jī)要找出其中最短的路線需要花很長的時間，因?yàn)樗淮沃荒車L試一條。而一臺由數(shù)百萬細(xì)菌組成的計算機(jī)則能同時考慮每一條路徑。隨著時間的流逝，細(xì)菌計算機(jī)實(shí)際上將隨著細(xì)菌繁殖而增強(qiáng)其計算能力。

????然而“ 漢彌爾頓路徑問題”并不是細(xì)菌計算機(jī)能解決的唯一問題。研究人員在去年曾研制了一個用以解決“翻煎餅問題”的細(xì)菌計算機(jī)?！胺屣瀱栴}”簡單說就是要把一疊不同大小、半面焦且金黃焦面向下的煎餅，利用一只翻鏟，將每一焦面全部向上，同時將最大片的置于底部，最后計算出此一問題的可能解答數(shù)。雖然貌似簡單，其實(shí)“翻煎餅問題”運(yùn)算量巨大。如果有6張煎餅，有46080種可能，12張煎餅有1.9萬億種可能。在“翻煎餅問題”計算機(jī)基礎(chǔ)之上，科學(xué)家進(jìn)一步研制出能解決 “漢彌爾頓路徑問題”的細(xì)菌計算機(jī)。

????基因技術(shù)解決設(shè)計難題

????在生物計算機(jī)中，每一個細(xì)菌都變成了一臺微型計算機(jī)，能同時展開運(yùn)算。當(dāng)數(shù)百萬個細(xì)菌同時工作時，其運(yùn)算能力非常驚人。然而，如何控制大量的細(xì)菌進(jìn)行工作，從而具備運(yùn)算能力卻是一個難題。基因技術(shù)幫研究人員解決了這一難題。研究人員通過改變大腸桿菌的DNA，將“漢彌爾頓路徑問題”簡化為只有三個城市的版本并加以編碼。這些城市由一系列會令細(xì)菌發(fā)出紅光或綠光的基因代表，而城市間可能的途徑由DNA的隨機(jī)性排序進(jìn)行探索。產(chǎn)生正確答案的細(xì)菌將會發(fā)出黃光。

????這個試驗(yàn)成功了，科學(xué)家們通過檢查DNA序列來核對發(fā)出黃光的細(xì)菌所給出的答案。通過使用一些額外的基因差異———比如對特定抗生素的抗性，該研究小組認(rèn)為可以將他們的方法加以擴(kuò)展，解決涉及更多城市的問題。

????該科研小組除了證明了細(xì)菌計算的威力之外，還為合成生物學(xué)領(lǐng)域做出了重要貢獻(xiàn)。就像電子電路是由一些晶體管、二極管及和其他元件組成，生物電路也同樣如此。

????不過美國麻省理工學(xué)院的合成生物學(xué)家湯姆-奈特也表示，不要期待細(xì)菌超級計算機(jī)短時間內(nèi)面世。奈特說“這開啟了應(yīng)用廣泛的生物計算之門，不過還并不會令你的Xbox運(yùn)行的更快。”(唐寧)