“DNA折疊術(shù)”助力納米級(jí)結(jié)構(gòu)和納米機(jī)器制造

“DNA折疊術(shù)”助力納米級(jí)結(jié)構(gòu)和納米機(jī)器制造

德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)的研究人員以DNA作為結(jié)構(gòu)單元，采用“DNA折疊術(shù)”，創(chuàng)造出了一系列新型納米設(shè)備，包括1個(gè)會(huì)動(dòng)手臂的機(jī)器人，1本能打開、合上的書，1個(gè)能開關(guān)的齒輪傳動(dòng)裝置，以及1個(gè)促動(dòng)器，揭示了一種新的DNA連接方法。

“DNA折疊術(shù)”是利用重組和模塊化的三維DNA組件所具有的互補(bǔ)形狀組合在一起而形成納米機(jī)器等器件的技術(shù)，其改變了以往依靠拉鏈似的堿基對(duì)配對(duì)的DNA連接方式，使模塊能夠自行組裝，更易于編程。

研究人員借鑒了蛋白質(zhì)的形狀互補(bǔ)方法，利用其形成相對(duì)弱鍵的趨勢(shì)，不僅簡(jiǎn)化了分子之間的對(duì)接，還能在需要時(shí)斷開連接。為制造動(dòng)力DNA納米機(jī)器，研究人員通過編程，讓具有互補(bǔ)形狀的3D模塊自行組裝，然后激活一種被稱為“核基堆積”的短距離結(jié)合機(jī)制，在空間里把這些模塊搭扣在一起。這些模塊之間的作用力可進(jìn)行調(diào)節(jié)，模塊可按要求精確定位和彼此識(shí)別，形成相互匹配的穩(wěn)定區(qū)域。而通過改變?nèi)芤旱年栯x子濃度、提高或降低溫度等方式，研究人員可以使DNA模塊在組裝或解開等組態(tài)之間切換，例如讓機(jī)器人的“手臂”脫離或組裝上去。此外，這種組合方式具有非常高的靈活性，就像“積木”，只要有形狀互補(bǔ)的零件就可組裝成想要的DNA設(shè)備。

研究人員稱，目前，該技術(shù)正在迅速走向?qū)嶋H應(yīng)用，將促進(jìn)納米結(jié)構(gòu)和機(jī)器的發(fā)展。 (KJ.0713)