“DNA折疊術”助力納米級結構和納米機器制造

“DNA折疊術”助力納米級結構和納米機器制造

德國慕尼黑工業大學的研究人員以DNA作為結構單元，采用“DNA折疊術”，創造出了一系列新型納米設備，包括1個會動手臂的機器人，1本能打開、合上的書，1個能開關的齒輪傳動裝置，以及1個促動器，揭示了一種新的DNA連接方法。

“DNA折疊術”是利用重組和模塊化的三維DNA組件所具有的互補形狀組合在一起而形成納米機器等器件的技術，其改變了以往依靠拉鏈似的堿基對配對的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的形狀互補方法，利用其形成相對弱鍵的趨勢，不僅簡化了分子之間的對接，還能在需要時斷開連接。為制造動力DNA納米機器，研究人員通過編程，讓具有互補形狀的3D模塊自行組裝，然后激活一種被稱為“核基堆積”的短距離結合機制，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行調節，模塊可按要求精確定位和彼此識別，形成相互匹配的穩定區域。而通過改變溶液的陽離子濃度、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之間切換，例如讓機器人的“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”，只要有形狀互補的零件就可組裝成想要的DNA設備。

研究人員稱，目前，該技術正在迅速走向實際應用，將促進納米結構和機器的發展。 (KJ.0713)