美国麻省理工学院的细菌性生研究人员对细菌进行了基因改造，使其转变为晶体管，变身并进一步将这些晶体管组合起来，晶体建活构建出具有活性的管构电路。研究团队期望未来能够开发出覆盖植物叶片或根部的物电电路，借助计算能力感知并应对干旱、细菌性生虫害等不利条件。变身相关成果已于17日发表在《自然·化学生物学》杂志上。晶体建活

在合成生物学电路的管构设计过程中，科学家通常会对细胞进行改造，物电使其表达特定的细菌性生蛋白质和转录因子。这些分子协同作用，变身能够完成特定任务，晶体建活例如识别目标分子并触发相应的管构输出反应。

这类简单电路可以执行多种逻辑功能，物电但必须使用各不相同的转录因子，以防止电路之间产生“串扰”。然而，可供使用的转录因子数量有限，这限制了单个细胞内电路的复杂程度。此外，在同一细胞中放置过多电路，也会给细胞的蛋白质合成机制带来较大负担。

在最新研究中，团队采用了不同的思路：并非在单个细胞内构建完整电路，而是将细胞转化为晶体管，再以多种方式组合这些晶体管，从而形成各类电路。

为了制造这些晶体管，团队选用了一种名为成团泛菌的细菌。细菌是由单细胞构成的生物体，利用这些细胞，他们制造出两种类型的晶体管，可通过OC-6分子进行开启或关闭。每个晶体管还能检测目标分子（如OC-12）是否存在，并产生输出分子OHC-14。

团队还利用三种成团泛菌菌株构建了继电器，将OHC-14信号转换为另一个晶体管的输出。借助这些继电器，他们能够将晶体管相互连接，组成活性生物电路。

他们在含有琼脂（一种培养基）的平板上打印细菌菌落，以此创建电路。每个菌落与最近菌落之间的距离约为5毫米，这样信号只能传递至最近的群体，再由该群体转发至下一个群体，从而确保信息仅沿单一方向流动。

团队指出，这项工作表明，单个细胞通过协作可以实现更复杂的功能。尽管这些细胞制成的电路完成一次计算大约需要8小时，远慢于计算机电路，但对于生物应用而言，这一时间跨度是合理的。它们并非旨在取代计算机，而是希望将计算控制引入生物学领域。（记者刘霞）

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