中科院上海应物所等构建高效DNA行走机器人
科普小知识2022-07-31 15:58:38
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(记者黄鑫)中国科学院上海应用物理研究所与华东师范大学合作，在DNA分子机器方面取得了新的进展，并构建了一个高效的核酸外切酶驱动的DNA行走机器人。相关结果最近发表在《德国应用化学》上。
细胞中许多功能的实现与宏观世界中机器的操作一样巧妙，通过模拟试管中细胞的动态有序结构来构建人工分子机器也引起了研究者的广泛兴趣。DNA分子具有很强的序列可编程性和精确的分子识别能力，被认为是设计分子机器的重要元素。高效DNA分子机器的设计和构建在药物输送和治疗、DNA并行计算和生物传感器检测领域具有重要的应用潜力。然而，过去合成的DNA分子机器连续巡航的能力通常相对较低。
作为回应，上海应用物理研究所的研究员范春海和华东师范大学的教授裴浩合作建造了一个由核酸外切酶驱动的DNA行走机器人。研究发现，通过调节金纳米粒子表面的DNA分子的构象、密度和取向，可以显著改变酶分子和DNA之间的相互作用力。同时，通过调控DNA分子在纳米界面上的空间排列，设计了一种分子机器，可以实现DNA分子在金纳米粒子表面的自发运动。分子机器的运行机制也可用于开发信号放大策略，以实现对DNA杂交过程的高灵敏度检测。
范春海说，这项研究为设计新型智能诊疗设备和分子计算机提供了新的原理和策略。
《中国科学日报》(2017-03-09第三版综合)