“DNA折叠术”助力纳米级结构和纳米机器制造

“DNA折叠术”助力纳米级结构和纳米机器制造

德国慕尼黑工业大学的研究人员以DNA作为结构单元，采用“DNA折叠术”，创造出了一系列新型纳米设备，包括1个会动手臂的机器人，1本能打开、合上的书，1个能开关的齿轮传动装置，以及1个促动器，揭示了一种新的DNA连接方法。

“DNA折叠术”是利用重组和模块化的三维DNA组件所具有的互补形状组合在一起而形成纳米机器等器件的技术，其改变了以往依靠拉链似的碱基对配对的DNA连接方式，使模块能够自行组装，更易于编程。

研究人员借鉴了蛋白质的形状互补方法，利用其形成相对弱键的趋势，不仅简化了分子之间的对接，还能在需要时断开连接。为制造动力DNA纳米机器，研究人员通过编程，让具有互补形状的3D模块自行组装，然后激活一种被称为“核基堆积”的短距离结合机制，在空间里把这些模块搭扣在一起。这些模块之间的作用力可进行调节，模块可按要求精确定位和彼此识别，形成相互匹配的稳定区域。而通过改变溶液的阳离子浓度、提高或降低温度等方式，研究人员可以使DNA模块在组装或解开等组态之间切换，例如让机器人的“手臂”脱离或组装上去。此外，这种组合方式具有非常高的灵活性，就像“积木”，只要有形状互补的零件就可组装成想要的DNA设备。

研究人员称，目前，该技术正在迅速走向实际应用，将促进纳米结构和机器的发展。 (KJ.0713)