中美創建微米級元DNA結構 有助設計更復雜電路和納米器件

近日，據美國《每日科學》網站報道，中國科學院院士、上海交通大學教授樊春海及美國亞利桑那州立大學顏顥教授等在最新一期《自然·化學》雜志上發表論文稱，他們創建出一種新型元DNA結構，這些元DNA結構可自我組裝成形狀各異的微米級結構，應用于光電子學及合成生物學領域，從而促進信息存儲和加密等技術的發展。

研究人員解釋說，DNA結構的特征使其可用作復雜納米結構和設備的通用組件。借助DNA折疊技術，長的單鏈DNA可在數百條短DNA鏈的幫助下被折成指定形狀。但科學家一直很難組裝出更大的DNA結構，這限制了DNA折疊技術的廣泛使用。

為解決這一問題，研究團隊開發出了一種通用的“元DNA”策略，研制出了一種新型元DNA結構。這一新型元DNA結構與人頭發絲的寬度相當，直徑是天然DNA納米結構的1000倍。研究人員證明，這一亞微米級的6螺旋束DNA結構可像放大版的單鏈DNA一樣自我組裝。

隨后，研究人員使用這種元DNA構建了一系列亞微米到微米級DNA體系結構，包括元多結、3D多面體等。他們還在元DNA上演示了分層鏈置換反應，這一反應將DNA的動態特征轉移到元DNA上。

研究人員表示，未來，他們可以使用這些元DNA設計出更復雜的電路、分子機器和納米器件，并將其用于與生物傳感和分子計算有關的應用中。而且，這項研究也使創建動態微米級DNA結構的可行性大大提高。

論文作者指出，這種元DNA策略的引入將使DNA納米技術從納米級躍升至微米以上級別，幫助科學家在亞微米和微米尺度上創建一系列復雜的靜態和動態結構，從而使許多新應用成為可能。例如，科學家可用這些元DNA結構制造出更大更復雜的功能組件等。