最新研制生物计算机：可在纸张上打印活细胞

目前，西班牙庞培·法布拉大学的一支研究小组设计了“生物计算机”，能够在纸片上打印细胞。这项最新研究报告发表在近期出版的《自然通讯杂志》上。更重要的是，这种“活电脑”在实验室之外操作十分简单，它拥有广泛的潜在应用前景，例如：以非常低的成本检测身体汞指数或者妇产子痫前期诊断。

（图自：UPF / Nature Communications）

计算机并不是新鲜事物，人们生活中普及使用着平板电脑、笔记本电脑、智能手机，然而，尽管计算机系统在人们日常生活中已普及，但它们作为生物标记处理以及识别某些疾病的用途却非常有限。

为了填补这一空白，研究人员开始涉足“生物计算机”，与主板和内存不同的是，生物计算机是用活细胞制造的，生物计算机不使用电力，而是使用来自蛋白质或者DNA等分子的化学输入来处理数据，虽然要让生物计算机达到智能手机的便捷高效性，仍有很长的路需要探索前行，但研究人员能够制造出此类设备是非常令人震惊的。

令人感到惊奇的是，一旦第一个细胞被编程，培育数十亿个相同的细胞就很容易，成本也很低，实际上该生物计算机可能比标准电子设备更加精准可靠，想想我们的身体是如何幸存的，即使每天有数百万细胞被替换，但试着在电脑上切断一根数据线，会变成什么样？它将是一台“死去”的电脑。

然而，之前的生物计算机过于复杂，很难脱离实验室环境进行操作，仅能在严格的条件下工作。目前，庞培·法布拉大学一支研究团队发现一种将活细胞“打印”在纸上的方法，实际上创造了一种可以在任何环境都使用的生物计算机，令人难以置信的是，这些保存在纸上的细胞仍然活得很好，能够继续正常的新陈代谢，释放生物信号，传递到邻近的细胞。

该生物计算机之所以选择纸张的解释是：纸张便宜，易于大规模使用，复制成本低。研究报告第一作者西拉·莫加斯·迪兹说：“我们想设计一个可扩展生物计算机模型，其原理基于类似打印T恤衫的打印系统，我们用图纸制作模具，使用不同细胞墨水浸泡，就像缓冲器一样，细胞打印在纸张上，它们就逐渐沉淀下来。”

该生物计算机的工作原理很简单：使用几种元素，每种元素都由一组细胞构成，通常在这种情况下，采用的是细菌细胞，细菌能探测到不同信号。通过改变元素序列，细菌细胞被打印在纸张上，从而可能改变生物计算机的整体功能，因此细胞序列是软件，细胞自身是硬件，而纸张则是承载这些细胞的物理基质。

由于研究人员希望生物计算机能够投入实际应用，该研究团队已设计出能够测量各种不同参数的生物传感器，例如：依据重金属浓度来显示点数量多少的汞测试方法。

第二个应用是妇产子痫前期诊断检查，这实际是一个复杂的诊断过程，因为它不依赖于一个生物标记，而是多个生物标记的组合。虽然当前仍有很多工作要做，但开发生物计算机来分析这些不同生物标记，并确定孕妇患有该疾病的风险并非不合理。

研究人员仍有很多工作要做，但这些初步结果表明，该方法可能有助于研制基于活细胞设备的新一代生活产品。