中科院上海應(yīng)用物理所與華東師大合作構(gòu)建高效DNA行走機器人

據(jù)2017年3月9日《中國科學(xué)報》援引報道，中科院上海應(yīng)用物理研究所與華東師范大學(xué)合作，構(gòu)建了一種核酸外切酶驅(qū)動的高效DNA行走機器人。相關(guān)成果近日發(fā)表于德國《應(yīng)用化學(xué)》雜志。

細胞內(nèi)許多功能的實現(xiàn)和宏觀世界中的機器運轉(zhuǎn)一樣巧妙，而在試管中模擬細胞內(nèi)的動態(tài)有序結(jié)構(gòu)，構(gòu)筑人工分子機器也引起了研究者的廣泛興趣。DNA分子具有強大的序列可編程性及精確的分子識別能力，被認(rèn)為是設(shè)計分子機器的重要元件。設(shè)計并構(gòu)建高效率的DNA分子機器，在藥物運輸治療、DNA并行計算和生物傳感檢測等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用潛力。然而，以往合成的DNA分子機器可持續(xù)巡航能力往往比較低。

對此，上海應(yīng)用物理所研究員樊春海與華東師范大學(xué)教授裴昊等合作，構(gòu)建了一種核酸外切酶驅(qū)動的高效DNA行走機器人。研究發(fā)現(xiàn)通過調(diào)控DNA分子在金納米粒子表面上的構(gòu)象、密度和取向，可顯著改變酶分子與DNA之間的相互作用力。同時，通過調(diào)控納米界面上DNA分子的空間排布，設(shè)計出一種可實現(xiàn)DNA分子在金納米粒子表面自發(fā)運動行走的分子機器。這種分子機器的運行機制還可應(yīng)用于發(fā)展信號放大策略，實現(xiàn)對DNA雜交過程的高靈敏檢測。