一切源自于这篇paper，我表示我看过了abstract之后觉得这其实挺简单的。（对于这篇文章我个人的欣赏容我把原理和吐槽说完再写）
但是几天之后
生物谷等开始给于评论说：英国研究人员最近用细菌和基因手段开发出一种可模块化的新型“生物逻辑门”，
为研制生物计算机铺平道路。
我不知道这是哪家媒体给做的评论，但是事实上，什么叫做铺平道路？！完全是夸大其辞。虽然synbio应用很广泛，bio-computing也非常火热，但是也不能这样坑爹呀！
废话不多说，原理一张图就说完了，就是正文的figure1
研究人员玩的是E.coli，是对E.coli进行改造。核心在于对Transcription进行了一次改造。
在原核生物里（当然真核也有）Transcription的发生过程，是需要招募很多分子构成transcriptional machinery才可以发生的。本文中研究者们就在Sigma factor上动了脑筋。Sigma factor (σ factor)是细菌transcription发生的起始元件，它可以让RNA Polymerase特定地绑定在基因的启动子上，以启动transcription。
在E.coli里一般会用保守的σ70 (RpoD)，这里研究者就耍了一个小技巧，把Pseudomonas syringae的σ54 (RpoN)引入了进去。即图中紫色小模块。所以研究者构建的核心逻辑模块一共有2大部件，第一个是hrpR和hrpS，第二个则是σ54控制的启动子。如图所示，很显然可以猜到只有hrpR和hrpS同时存在时，整个σ54控制的启动子会开启，进而得到输出。
所以上图的逻辑门，最简单的应用就是AND-gate，也就是与门电路。输入信号同时存在时，才会得到输出。至于其他调控hrpR和hrpS的启动子、下游输出，是什么，这些就可以作为新的接口，供上下游随意连接了。
紧接着，研究者就给大众举了一个栗子。如何来给下游接一个新元件，让这个AND gate升级一下。
在下游接了一个NOT门，如下图。基于最基础的IPTG、 Lac的启动子。
从而最后得到了NOR门。同学们是不是觉得很简单呢？可是发的nature哟（虽然是子刊）。当然，这里面涉及到的engineer还是有难度的，如何安排这些元件、如何选用RBS都是有其道理的。虽然原理简单，但是做出来绝对不简单。
--原理完毕、吐槽开始--
……哔哔哔哔哔哔哔哔……民科……哔哔哔哔……
--吐槽完毕、欣赏开始--
坦白说，看完这篇paper我就在想，这次engineer的生物素材相当高级，更加偏向分子生物和生物化学。一般都是riboswitch、promoter等等元件，这次研究者整的元件非常精细，所以我在纳闷这恐怕是个生物方面的人在里面指导着，果不其然，是Centre for Synthetic Biology and Innovation and Department of Bioengineering和Division of Biology,Faculty of Natural Sciences的基友团做的。
我非常佩服本文研究者的想象能力的。毕竟bio-computing in vivo 很早就有人做，尤其是把逻辑门融入到生物里，真正做出来的东西，怎么说形容呢？用我学姐的话，这是在偷换逻辑门的概念；用我的话，这是赋予生物元件以数学逻辑意义。
这的确是一种对生命科学的独特解读。但是问题就在于，偷换和赋予，都只是浮云，无法根本地把这些生物调控元件标准化像电子元件。融合了engineering意识形态的合成生物学，非常重视标准化、统一化，就像lego玩具什么积木都可以搭起来、就像USB一样什么设备都可以连。
要说bio-computing in vitro做的好的，恐怕要数现在加州理工的钱璐璐了。当然啦，他们这非常偏向biophysics和nanostructure，DNA分子完全没有了其携带基因组的功能，而是单纯利用其互补配对原则当作一种物理分子而已。视频是钱璐璐真人声音哟（视频声音有点小）
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回到本文，我多少可以理解一点歌颂这篇nature文章为生物计算机铺平了道路的原因了。表面上看，确实E.coli可以行使计算功能了！
但是究其本质恐怕还是难逃所有生物计算机的最大瓶颈。想像一下，一个电路有两个AND门组成，上游AND门的输出，可否作为第二个AND门的输入之一？我觉得是不可以的。因为在一个细胞里，第一个AND门启动是因为hspR和hspS已经表达了，而它们就会不可避免地污染第二个AND门。这就是我看过所有生物计算机的通病（当然有一些还比较特殊，这一篇日志恐怕写不完了，改日再写）。所以反而印证了qianlulu的生物计算机才会设计那么多种类的DNA链，就是为了解决“电流”干扰的问题。毕竟在电子电路世界里，上游的电流可是不会跳跃到下游电路进而点亮下游灯泡的。
要说意义，我觉得其意义在于为生物学家对生命解读时提供了新视角、为合成生物学提供了崭新的生命素材。
合成生物学，有的是技术、有的是手段，但是去玩什么？这成了synbio的瓶颈。于是我瞬间理解了为什么Christina靠那个riboswitch发了三年的文章，为什么大多数synbio只能玩promoter等基本元件，甚至为什么大多数只玩E.coli。很简单，现在玩synbio出名的大多是是bioengineering甚至是纯engineering背景的学者，非生命科学出身，不会有太多丰富的素材库。而反观有丰富素材库的生命科学正规军，却还没有意识到这块蛋糕？
闲话说多了，再提一句，D J Keasling通过synbio搞了个青蒿素，手段也很简单，但是有生物意义，于是缔造了一段传奇。
毕竟，技术，永远不能上升为科学。
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这篇blog难免有点废话多，我是带着既有吐槽的愤怒和激动的兴奋写下来的。简单来说，兴奋是因为，这样跟我其实不特别相关的作品（因为我自知我驾驭不了生物计算机所以不怎么care）的49篇reference里我精读过11篇。
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