科学家表示细胞骨架未来可用于制造计算机芯片

10月26日消息,据国外媒体报道,未来的计算机将变得更小,目前科学家表示,将人体细胞连接在一起的细胞骨架(cytoskeletons),未来可用于制造计算机芯片,这将是计算机发展史上一个创新里程碑事件。一支科学家小组表示,我们基于细胞骨架发明了一种计算机芯片制造方法,细胞骨架是赋予细胞形状的蛋白质脚手架。


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他们声称,上世纪80年代对计算机发展带来革新的硅芯片,不久将成为过往历史。之前科学家使用DNA制造计算机芯片,但是西英格兰大学专家提议用一种完全不同的微观结构制造新型计算机芯片。


该细胞因子是由仅25纳米宽的蛋白质结构组成,它们大约是肝炎病毒细胞长度一半。研究从员表示,运算信号可以通过组成细胞因子的两种蛋白质发送,它们是:肌动蛋白和微管蛋白。


狭义的细胞骨架(cytoskeleton)概念是指真核细胞中的蛋白纤维网架体系(微管(microtubule, MT)、微丝(microfilament, MF )及中间纤维(intermediate filament, IF )组成的体系)。它所组成的结构体系称为“细胞骨架系统”,与细胞内的遗传系统、生物膜系统、并称“细胞内的三大系统”。直到20世纪60年代后,采用戊二醛常温固定,才逐渐认识到细胞骨架的客观存在。是真核细胞借以维持其基本形态的重要结构,被形象地称为细胞骨架,它通常也被认为是广义上细胞器的一种。广义的细胞骨架概念是细胞核骨架、细胞质骨架、细胞膜骨架和胞外基质所形成的网络体系。核骨架、核纤层与中间纤维在结构上相互连接,贯穿于细胞核和细胞质的网架体系。


细胞骨架(cytoskeleton)是指真核细胞中的蛋白纤维网络结构。发现较晚,主要是因为一般电镜制样采用低温(0-4℃)固定,而细胞骨架会在低温下解聚。直到20世纪60年代后,采用戊二醛常温固定,才逐渐认识到细胞骨架的客观存在。真核细胞借以维持其基本形态的重要结构,被形象地称为细胞骨架,它通常也被认为是广义上细胞器的一种。


细胞骨架不仅在维持细胞形态,承受外力、保持细胞内部结构的有序性方面起重要作用,而且还参与许多重要的生命活动,如:在细胞分裂中细胞骨架牵引染色体分离,在细胞物质运输中,各类小泡和细胞器可沿着细胞骨架定向转运;在肌肉细胞中,细胞骨架和它的结合蛋白组成动力系统;在白细胞(白血球)的迁移、精子的游动、神经细胞轴突和树突的伸展等方面都与细胞骨架有关。另外,在植物细胞中细胞骨架指导细胞壁的合成。


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细胞骨架是由蛋白质构成的微小支架,它们赋予细胞形状,并帮助细胞移动。如图所示,这是一个细胞和它的细胞骨架的显微图像,它主要是由蛋白质肌动蛋白(图中红色部分)和微管蛋白(图中绿色部分)构成的管状结构。


它们通过原子和电子运动在细胞中传输数据,科学家可以操纵这些信号运算基础计算指令。依据研究小组最新理论模型,这些信号可用于制造逻辑门——数字计算机的基本单元之一。


他们表示,细胞骨架制造DNA芯片具有一定优势,因为它们非常简单、能够更好地处理信号。如果细胞骨架计算机研制成功,这些芯片将带领人们进入一个新的计算时代,计算机芯片将变得更小,更加高效。


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细胞骨架非常小,因此它消耗能量很少,这使得它们比传统硅芯片效率更高。它们也可以制造成3D结构,相比之下,硅芯片必须保持平整。这意味着细胞骨架芯片能在不占用太多空间的情况下,积累形成数百万计芯片构成的处理器链。研究人员称,由DNA或者人体细胞骨架构成的生物芯片将彻底改变超级计算机。


英国曼彻斯特大学研究员罗斯·金(oss King)称,当前一台超级计算机消耗的能量相当于数千台细胞骨架计算机所需能量,使用生物芯片,你可以获得数量级的变化,它可放置在更独小的空间中。未来不久,你将拥有一台桌面大小的超级计算机,仅需耗电很小一部分。


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