研究人員設(shè)計(jì)由 DNA 制成的 3D 結(jié)構(gòu)

驚嘆于杜克大學(xué)和亞利桑那州立大學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室出現(xiàn)的微小納米級結(jié)構(gòu)，很容易想象您正在瀏覽世界上最小的陶器目錄。

一篇新論文揭示了團(tuán)隊(duì)的一些創(chuàng)作：小巧的花瓶、碗和空心球體，一個(gè)藏在另一個(gè)里面，就像俄羅斯套娃的家居用品。

但是，研究人員不是用木頭或粘土制造它們，而是用線狀 DNA 分子設(shè)計(jì)這些物體，將其彎曲并折疊成具有納米精度的復(fù)雜三維物體。

這些創(chuàng)作展示了杜克博士開發(fā)的新開源軟件程序的可能性。學(xué)生傅丹和他的導(dǎo)師約翰雷夫。該軟件于 12 月 23 日在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上進(jìn)行了描述，它可以讓用戶繪制圓形的圖紙或數(shù)字模型，并將它們轉(zhuǎn)化為由 DNA 構(gòu)成的 3D 結(jié)構(gòu)。

DNA 納米結(jié)構(gòu)由共同作者 Raghu Pradeep Narayanan 和 Abhay Prasad 在亞利桑那州立大學(xué) Hao Yan 教授的實(shí)驗(yàn)室組裝和成像。每個(gè)微小的空心物體的直徑不超過百萬分之二英寸。超過 50,000 個(gè)可以裝在一根針頭上。

但研究人員表示，這些不僅僅是納米雕塑。該軟件可以讓研究人員制造微型容器來運(yùn)送藥物，或者制造用于鑄造具有特定形狀的金屬納米顆粒的模具，用于太陽能電池、醫(yī)學(xué)成像和其他應(yīng)用。

對大多數(shù)人來說，DNA 是生命的藍(lán)圖;所有生物的遺傳指令，從企鵝到白楊樹。但對于像 Reif 和 Yan 這樣的團(tuán)隊(duì)來說，DNA 不僅僅是遺傳信息的載體——它還是源代碼和構(gòu)建材料。

DNA 的遺傳密碼中有四個(gè)“字母”或堿基，它們在我們的細(xì)胞中以可預(yù)測的方式配對，形成 DNA 階梯的梯級。研究人員采用了 DNA的這些嚴(yán)格的堿基配對特性——A與 T，C 與 G。通過設(shè)計(jì)具有特定序列的 DNA 鏈，他們可以對這些鏈進(jìn)行“編程”，將它們拼湊成不同的形狀。

該方法包括在數(shù)百條短 DNA 鏈的幫助下折疊一條或幾條長的單鏈 DNA，數(shù)千個(gè)堿基，這些短 DNA 鏈與長鏈上的互補(bǔ)序列結(jié)合并將它們“固定”到位。

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