什么是DNA折紙技術

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近日出版的英國《自然》雜志，其封面刊登了一張特別的美洲地圖的放大版。這張地圖的比例是1比200萬億，從美國洛杉磯到紐約只有幾十分之一納米，500億份該地圖可以裝進一滴水里。這個用DNA做出的地圖，是至今為止在實驗室里制作的最大、最精密的物品。該地圖的制作者是美國加州理工學院資深研究員保羅·羅斯蒙德。他將自己研究出的這項新技術，稱為“DNA折紙術”。

多年來，美國加州理工學院的科學家們一直致力于DNA結構的研究，并發明了一種所謂的“DNA折紙術”。“DNA折紙術”就是將天然DNA單鏈中的長鏈進行反復折疊，并用短鏈加以固定，由此就能繪出方形、星形等一系列對稱的DNA圖形。半導體行業恰好可以利用這一點。據了解，在IBM的構想中，利用DNA分子結構研制的芯片上，其電子線路間的距離將僅為6納米左右，相比起45納米標準，這將是一個大幅改進。利用這種技術，IBM公司將研制出更小、更便宜的微處理器芯片。

NA不僅是包含生物信息的分子，而且能夠作為微環境下的組建材料。科學家可先用酶將DNA分子“切”開，然后在模具中重新組建其雙螺旋結構。然而，納米裝配仍是一種造價昂貴的復雜技術，要一個分子接一個分子的操作，且需在真空或超低溫環境中進行。

羅斯蒙德發明的“DNA折紙術”，是一項簡單且廉價的技術。該技術能夠將單個DNA鏈根據模具的樣式隨意擺放，為DNA計算機和納米尺度設備的制作開拓了道路。羅斯蒙德已用DNA分子制作了各種圖形，除這幅美洲地圖外還包括一個五角星、一片雪花圖案、一個雙螺旋形以及一幅美國地圖。羅斯蒙德說：“DNA折紙術如此簡單，能讓來自不同領域的科學家輕而易舉地創造、研究他們夢寐以求的復雜的納米結構。”

DNA以其獨特的納米尺度、分子線性結構、物理化學穩定性、力學剛性、自我識別能力以及自組裝等優勢，正逐步被應用于分子生物學和電子學領域。以DNA為模板，構筑納米材料及分子器件，正成為一個新的研究熱點。

美國威斯康星大學的埃德·史密斯，在《自然》雜志有關“DNA折紙術”的一篇評論中寫道：“這項研究顯現出來的結果確實令人吃驚不已。”紐約大學納米技術專家納定·賽門說：“從某種意義上講，‘DNA折紙術是一項革命性變化，它確實改變了人們做事的方法。這個技術可以為微電子部件搭建平臺。也可以加入酶，形成一個微小的蛋白質工廠。”