超级计算机探索生化前景 细胞开关似存储器

生活中到处有开关，早上，闹钟叫你起床、打开咖啡机、启动汽车，如此等等，直到晚上关灯睡觉。不过，科学家们的编目证明，仅是一个活细胞的开关模板数，就远比我们一整天使用的还多。

美国维吉尼亚技术学院计算机科学副教授Naren Ramakrishnan和生物科学国家中心（NCBS）成员Upinder S. Bhalla研究发现：细胞使用数千种开关来支持重要的生命活动。

细胞开关作用多种多样：决定细胞种类--比如成为血液细胞或者皮肤细胞，感应和反馈外界压力，以及与其他细胞交流。"一个细胞开关就像一个存储单元，"Bhalla说，"开关状态--开或者关，就像一台计算机存储器可以一个比特0或1。尽管实际的生物开关非常复杂，控制方式也很多，但是我们已经寻找到可以让它们在简单状态下工作的方法。"

研究者的合作始于一次Ramakrishnan对NCBS的休假拜访，Ramakrishnan是一位计算机科学家，专业是数值模拟和数据挖掘。Bhalla是计算机神经学家，对生化网络建模和仿真有着广泛兴趣。他们决定使用维吉尼亚技术学院的X系统超级计算机对细胞执行开关的多种方式进行检索。

"我们的探测使用的X系统更像一个修补匠或者一个孩子把他们看到的东西整理起来，来判断它们是否有用。我们使用了很多‘零件''，每一个‘零件''就是一个化学反应，它们采用各种方式联系在一起，我们发现这无数的人工构造的网络实际上都是‘开关''。"Ramakrishnan说。

"此前，通常观点是生物学中细胞所使用的‘开关''数量很少，可是在我们在检索中发现数以千计的细胞开关。"研究者们在《PLos计算机生物学》上报道："我们发现了接近4500种拓扑结构反应，或者说接近全部测试结构的10%都被确定有开关行为。"

"当然，对细胞而言，除了交换还有很多功能。"Bhalla说，"但是交换和存储信息是最大比率的基础行为。我们现在可以进一步研究例如信息传递这样的复杂行为。"