.

未来给你做手术的也许是DNA纳米机器人

本文转自;

目前在很多领域,智能机器人已经可以帮人类完成高危、高难的工作。如今的机器人已不再只是“钢铁战士”,生命基本物质——DNA(脱氧核糖核酸)赋予纳米机器人“血肉之躯”。

这种“麻雀虽小五脏俱全”的DNA机器人,能在纳米尺度上执行任务,因此它可以在人体细胞内发挥作用,这也让很多科研人员看到了其在医疗领域的广阔前景。在11月1日举行的第三届世界顶尖科学家论坛科学前沿话题讲堂上,中科院院士、上海交通大学化学化工学院教授樊春海围绕DNA制成的纳米级机器人做了专题报告,表达了其对DNA机器人治疗疾病的乐观设想。他认为,总有一天,基于DNA的机器、基于DNA的自组装机器、基于DNA的纳米机器人,可用来治疗人类疾病。

框架核酸提升DNA机器人“智能”

“DNA纳米机器人最核心的技术就是DNA折纸技术,在此基础之上,融合了一些可调控的机制,使得DNA不止能被折成各种结构,还具有了动态的机械功能,从而可以被称为‘机器人’。”天津大学化工学院教授、博士生导师齐浩介绍,虽然DNA纳米机器人不同于传统意义上的电子机器人,但之前能构建的生物分子都没有这些动态的功能,而DNA折纸技术帮助实现了分子的自组装,因此能赋予它一些动态调控的功能,使之更智能。

“不同形式的DNA结构也被称为框架核酸。通过DNA折纸技术,将连成片的DNA当作‘纸’,经过设计和堆叠,构建出自己想要的模样,实现了人工设计自组装核酸结构。这种折出来的框架核酸,具有可编程的尺寸、形状和机械性能。有了这些DNA框架结构,科学家就可以在纳米范围内精确地组织小分子,使其成为架构纳米药物的有效平台。”齐浩介绍,通过DNA折纸技术,就可以搭建出机器人的“骨架”。

和传统的DNA相比,DNA框架具有更稳定的结构,不容易被体内的外切酶降解,从而更加准确有效地进入细胞,向人体内递送靶向药物。

框架核酸可以赋予机器人一些动态功能,而且这些功能是可控的。“DNA机器人可以实现很多功能,比如DNA行走、识别、结构开合等,这些技术都是通过DNA的序列设计技术来实现的。而序列设计是基于DNA链和链之间的识别来控制配对。”齐浩举例说,比如DNA机器人行走,就是根据核苷酸的碱基互补配对原则,A、T、C、G这4种碱基能够两两连接,形成双链。利用这个原理,设计特殊序列的DNA“桩”,这些DNA“桩”就像是DNA机器人前进路上用来踩踏的砖头。当机器人一只脚踏上正确的“桩”时腿部会快速进行碱基配对,另一只脚随机选择一块正确的“桩”,踏出下一步,踩着之前桩子的那只脚就变自由了。

“其实很多高分子材料都能做出动态功能,比如温度、硬度变化,材料也能‘动’起来,实现智能化。但之所以DNA用来做机器人引起这么多


转载请注明:http://www.abachildren.com/jbzs/3034.html