澳大利亚麦考瑞大学等实现生物信息与半导体技术融合突破

2025年3月26日，澳大利亚麦考瑞大学等机构研究团队在《自然通讯》（Nature Communications）发文，系统阐述了生物合成、生物信息工程与生物电子技术交叉前沿的创新解决方案，有望在医疗诊断、环境监测和可持续计算领域产生深远影响。

随着摩尔定律逐渐逼近物理极限，全球对新型计算、存储技术的需求日益迫切。生物合成、纳米工程与半导体技术加速演进，技术融合正在重定义生物学与工程学相互赋能的边界。该研究实现了四大创新：一是揭示了如何利用脱氧核糖核酸（DNA）的高数据密度、超长半衰期等信息存储特性构建下一代存储系统，通过核糖核酸（RNA）转录与纳米孔测序实现非破坏性读取；二是基于合成基因组技术，探讨了将机器设计的基因组整合到芯片平台可行性，工程细胞可作为活体计算单元执行布尔逻辑运算；三是通过融合互补金属氧化物半导体（Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS）芯片与生物系统开发了生物传感器、神经形态处理器和瞬态电子器件等。四是开发微流控器官芯片（Organs-on-a-Chip，OOC）技术模拟肺、肠、皮肤等器官生理功能，其3D组织结构与机械特性远超传统细胞培养。

这些突破性进展建立了生物系统与半导体技术之间的双向对话机制，为生物混合半导体系统（Biohybrid Semiconductors，BS）的发展奠定了基础，有望解决传统半导体面临的能耗与尺寸瓶颈。这种“知识融通”研究范式更有望开创生物混合计算的新纪元。