細胞模擬電路

細胞模擬電路，是一種生物學學科的一種專有名詞。

簡介

受模擬電路的啟發，麻省理工學院的工程師以一種非常新穎的方式，利用三個或更少的遺傳“部件”，將細菌細胞轉變成計算器，可進行對數、除法及取平方根等計算，成功開發出細胞模擬電路。
數字電路一般賦值為0和1，兩個符號之間不存在第三種符號，這對於執行邏輯功能，如與、或、非十分有價值。而模擬電路則為連續變化的變數，模擬自然界的實際信號。

特點

麻省理工學院的細胞模擬電路主要是模擬自然界的生化功能，

當某些分子達到一定閾值濃度時，會刺激產生特定的生化反應。在加法和乘法運算的模擬電路中，研究人員設計了兩個電路，每個電路回響不同的輸入。其中的一個模擬電路由阿拉伯糖激活編碼綠色螢光蛋白（GFP）的基因；另一個電路則由信號分子AHL打開基因開關以產生綠色螢光蛋白。通過測量綠色螢光蛋白的總量，可以計算出兩個輸入總額。
在減法和除法的模擬電路中，研究人員則用抑制因子替換其中之一的激活因子，這樣在輸入分子時，就不會產生綠色螢光蛋白，然後就可計算出兩種輸入之間的差值。該小組還創建了只需兩個部件的開方模擬電路。此外，還有一個研究小組的模擬電路可以計算兩種不同分子的比率。

用途

研究人員表示，這種細胞模擬電路依靠細胞已有的功能進行計算，只需要很少的部件，就可處理非常複雜的問題。尤其是在處理細胞感測器方面，效率非常高。研究人員認為，未來的模擬合成生物學將創建細胞模擬電路的基礎及各種套用電路，可精細控制基因表達、分子感測和進行各種複雜的計算。

發展

研究人員正試圖利用非菌細胞來創建模擬電路，同時也在致力於研究如何擴大可納入電路的基因部件的範圍。目前研究人員已有三個最常用的轉錄因子可用作模擬電路的部件。