大西北網(wǎng)訊 據美國《每日科學(xué)》網(wǎng)站7日報道，上海交通大學(xué)樊春海院士及美國亞利桑那州立大學(xué)顏顥教授等在最新一期《自然·化學(xué)》雜志上發(fā)表論文稱(chēng)，他們創(chuàng )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(xué)及合成生物學(xué)領(lǐng)域，從而促進(jìn)信息存儲和加密等技術(shù)的發(fā)展。
研究人員解釋?zhuān)珼NA結構的獨特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(shù)，長(cháng)的單鏈DNA（ssDNA）可在數百條短DNA鏈的幫助下被折成指定形狀。但迄今科學(xué)家一直很難組裝出更大（微米至毫米級）的DNA結構，這限制了DNA折疊技術(shù)的廣泛使用。
為解決這一問(wèn)題，研究團隊開(kāi)發(fā)出了一種通用的“元DNA”（M-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(fā)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多面體以及各種二維/三維晶格等。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(dòng)態(tài)特征轉移到元DNA上。此外，僅通過(guò)改變單個(gè)元DNA的局部柔性及其相互作用，就能構建從一維到三維的一系列亞微米或微米級DNA結構，包括四面體、八面體、棱柱和6種緊密堆積的晶格等。
研究人員表示，未來(lái)，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(guān)的應用中。而且，這項研究也使創(chuàng )建動(dòng)態(tài)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(shù)從納米級躍升至微米以上級別，幫助科學(xué)家在亞微米和微米尺度上創(chuàng )建一系列復雜的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)結構，從而使許多新應用成為可能。例如，科學(xué)家可用這些元DNA結構制造出更大更復雜功能組件等。
總編輯圈點(diǎn)
DNA是一種天然的生物大分子，也是制造納米級構件和機器的通用元件。用DNA折疊術(shù)，可以讓它像毛衣一樣被編織，像樂(lè )高一樣被組裝。曾經(jīng)，有美國科學(xué)家拿DNA長(cháng)鏈折疊出了一個(gè)笑臉。DNA和短鏈片段相遇、組裝，成為不同的形狀。文中研制出的新型元DNA結構，相當于構建DNA體系結構的原材料，從而解決了DNA折疊術(shù)所涉對象太小的問(wèn)題。以后，這些元DNA能夠成為更復雜的納米器件和納米機器人的基礎，還能為信息存儲、精準醫療等應用提供更好支撐。
(責任編輯：蘇玉梅)
