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日本科学家用基因改良法打造灵敏嗅觉机器人

2010-08-27 14:35:24 来源:    跟帖 0 字号: T / T 

日本科学家使用基因改良青蛙卵细胞建立一种高精密传感器,能分辨气味和探测气体。该高精密传感器可用于设计灵敏分辨气体的机器人。

如何赋予机器人灵敏的嗅觉呢?日本东京大学工业科学学会生物工程师Shoji Takeuchi声称借助基因改良青蛙卵细胞可以实现。现今的电子鼻用途十分局限,虽然它们能够暂时地用于探测污染环境中腐烂食物,但缺乏精确性。

传统的电子鼻当遇到目标物质时,其内部设计的石英棒可以不同频率发生震颤,这种方法并不是十分有效,当带有类似分子重量的不同物质与石英棒发生交互时,很容易产生错误的响应。

然而,Shoji Takeuchi认为没有比生物体更能分辨不同生物分子之间的区别,比如:人类气息中存在的疾病标志物。因此,他和同事们研制出一种活细胞传感器,并希望使用这项技术发明能够探测到二氧化碳等污染气体。

Shoji Takeuchi将三种昆虫(丝蛾、菱形斑纹蛾和果蝇)DNA分子分别注入非洲爪蛙未成熟的卵细胞中,然后他将这三种表达不同蛋白质的基因改良卵细胞作为气味受体,放置一个特殊设计的暗盒中,再将这个暗盒放在电极之间。他们发现这种由基因改良细胞构成的传感器可精确地测量分辨相应的生物分子,例如:在实验室中对他们建造了注入蛾虫DNA分子的基因改良青蛙卵细胞作为嗅觉受体的机器人,当机器人的“鼻子”探测到蛾虫信息素时就会摇头。

日本东京大学的Shoji Takeuchi称,这项突破性技术对于环境研究非常重要。他将非洲爪蛙的改良基因比作“平台”,声称过去的研究发现这三种昆虫体内某些DNA片断对于分辨气味和探测气体非常有效。他说:“我们将不同DNA分子注入青蛙卵细胞内,我们便可以获得非常有用廉价的传感器。”

目前,这项研究发表在近期出版的《美国国家科学院学报》上。该研究小组希望未来使用相同的方法探测二氧化碳等气体。

Shoji Takeuchi说:“蚊子能够探测发现人类,这是由于人体所释放的二氧化碳,因此蚊子具有二氧化碳受体。当我们提取蚊子体内的DNA分子,再将这些DNA分子注入青蛙卵细胞中作为‘活细胞传感器’,可用于探测二氧化碳气体。”

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