人工DNA 打造奈米電腦
- 上線日期：2008/7/23 上午 12:00:00
- 資料來源：Pchome新聞 2008/07/14
日本的科學家最近成功合成出世界第1個幾乎是百分之百人造的DNA分子，未來如果技術成熟，不僅可運用在基因療法，也可應用於高科技，如生物資訊儲存系統，甚至還能驅動未來的奈米級電腦。
DNA是一種雙股螺旋狀的結構，其雙股支幹是由磷酸所組成，中間則由4種鹼基配對排列而成。
這4種鹼基分別為腺嘌呤（Adenine，A）、鳥糞嘌呤（Guanine，G）、胞嘧碇（Cytosine，C）和胸腺嘧碇（Thymine，T），其中A與T相接，而C則與G相接。
DNA的訊息就是這4種譗字母豃經由不同長短的排列所組成，這種不同排序的DNA就是所謂的譗基因豃，這也是遺傳的基本功能單位。
多年來，科學家們一直在探索一種儲存密度更大、存儲狀態更穩定的資訊載體。
由於DNA有一大特性，就是能夠攜帶生物體的大量基因物質，既能儲存遺傳指令、建構生命藍圖，並且控制及引導生物發育與生命機能運作，啟發了科學家的靈感，試圖研製人造DNA作為未來的新型資訊載體，之前曾利用大腸桿菌的DNA，之後讓酵母細胞來復製DNA，再將其組裝到人造染色體上，目前已能改造DNA製造簡單的電子迴路，也製造出包含少數人工結構的DNA。
日本富山大學教授井上將彥獲得突破性成果，他以DNA骨架中4個全人工鹼基，創造出人工DNA結構，擁有罕見的穩定性和雙股螺旋，就如同自然DNA一樣。
井上將彥藉由將這4個人工鹼基結構轉化成亞磷胺，然後合成出人工DNA。人工DNA的表現就如真正的DNA，會形成右旋的雙股螺旋結構，也能輕易形成第3股螺旋，鹼基對腺嘌呤（A）與胸腺嘧啶（T）、鳥糞嘌呤（G）與胞嘧啶（C）藉由氫鍵連接的方式與自然DNA極其相似，只不過氫鍵組成模式相反。
這種人造DNA結構所擁有的化學特性和異乎尋常的穩定性，將使得生物技術和材料的廣泛應用成為可能，可應用於細胞外基因系統，該系統具有資訊儲存和擴展功能，這也許能夠為未來奈米電腦的資訊存儲技術提供參考。
研究人員希望，這種人工DNA有朝一日能創造出可在試管中、而非細胞裡的新生物資訊儲存系統，同時也增加建立新的DNA奈米化結構的可能性。
許多生物學家期待人工DNA能夠放進細胞之中，能夠彼此相容又不影響正常運作，井上也看好他的人工DNA能與一般DNA正常互動。不過，井上的研究成果只能製造出短鏈人工DNA分子結構，長度還不足以編碼訊息，而這正是井上接下來的研究目標，就是將人工DNA的成份與自然形成的蛋白←進行結合。
其實，早在50年前，科學家已開始嘗試在試管中合成DNA，他們把各種普通的化學成分組合在一起，製造出獨特的生命分子。美國研究人員也打算完全用人造DNA創造生物。
科學家們已經合成出世界上首個完全人造的染色體─長串完全在實驗室中合成的DNA，其中包括微生物生存和繁殖所需的所有指令。
科學家希望明年把這個染色體移植到一個細胞中，預計該染色體將在細胞裏譗自行啟動豃，就像從網上下載軟體一樣，然後譗誘騙豃這個細胞執行命令。
盡管第1個人造染色體與天然染色體完全相同，但科學家正在合成一些其他的染色體，盼望這些染色體能夠創造出前所未有的生物。
科學家和哲學家均認為，用人造DNA創造生物將是一個具有分水嶺意義的大事件，它模糊了天然生物和人造產品之間的區別，使人們必須重新考慮是什麼使一個東西被稱為生命。
然而，這種對天地萬物前所未有的控制程度提出的不僅僅是哲學問題。科學家、恐怖分子和其他有創造力的人會創造出什麼樣的生物？安全擔憂也日益加劇。已經有幾位科學家成功地合成了人造病毒，人類即將擁有人造細菌的能力。但與病毒不同的是，這些細菌可以在活體之外的環境中生存和繁殖。這引起了人們對污染、傳染和潛在危害的新憂慮。
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