Letter 合成生物学：プログラム可能な単一細胞の哺乳類バイオコンピューター 2012年7月5日 Nature 487, 7405 doi: 10.1038/nature11149 合成生物学は、生きている生物の細胞機能や代謝活性をプログラムする標準化された制御装置の設計を進歩させた。このような人工的スイッチを合理的に相互接続することにより、だんだんに複雑化していくデザイナー・ネットワークが作製され、精密かつロバストで電子回路を想起させる計算論理を用いる入力トリガー型の遺伝学的命令が実行されるようになっている。我々は、独立して遺伝子発現を制御するトリガー制御型の転写因子、および特異的なRNA標的モチーフを含む転写物の翻訳を阻害するRNA結合タンパク質を用いて、1組の人工的な転写・翻訳制御装置を設計した。この装置は、プラグ・アンド・プレー式につなぎ換えることが可能である。本論文では、このようなコンビナトリアル回路が2分子入力を取りまとめ、単一の哺乳類細胞の内部でNOT、AND、NAND、およびN-IMPLYの発現論理を有するデジタル計算を行ったことを示す。2つのN-IMPLY変異体の機能的な相互接続によってビット単位の細胞内XOR演算が行われ、3つの論理ゲートを組み合わせて配列すると、プログラム可能な半減算器および半加算器の計算を個別の細胞に行わせることができた。分離した、あるいは代謝活動への対応付けが行われた基本的な分子演算機能を精密かつロバストに予測可能な形で実行できる個々の哺乳類細胞は、遺伝子および細胞を用いる未来の治療法に新たな治療戦略および生物・電子インターフェースをもたらす可能性がある。 Full Text PDF 目次へ戻る
