科技日?qǐng)?bào)訊 DNA可作為一種編程材料平臺(tái)，人們希望它能為計(jì)算機(jī)、顯微術(shù)、生物學(xué)等眾多領(lǐng)域帶來全新的革命性納米設(shè)備。但要想實(shí)現(xiàn)這些技術(shù)夢(mèng)，必須讓DNA分子能按照設(shè)計(jì)的形狀和大小，自動(dòng)而精確地組裝在一起。過去20年來，科學(xué)家一直在尋找方法，讓人們能按要求設(shè)計(jì)復(fù)雜形狀的DNA大晶體。

　　哈佛大學(xué)韋斯仿生工程研究所一個(gè)科研小組最近用一種“DNA磚塊自組裝”方法，制作出含32個(gè)DNA的大晶體，具有嚴(yán)格規(guī)定的厚度和復(fù)雜的三維特征。相關(guān)論文發(fā)表在《自然·化學(xué)》雜志上。

　　研究小組的方法在2012年的《科學(xué)》雜志上首次公布，當(dāng)時(shí)他們用這種方法制作了100多個(gè)病毒大小的三維納米結(jié)構(gòu)。新的大晶體比原來那些要大1000倍，接近一?；覊m大小，這在DNA納米技術(shù)領(lǐng)域是相當(dāng)大的。

　　科學(xué)家一直在尋找更傳統(tǒng)的自組裝方法來形成復(fù)雜的三維DNA納米結(jié)晶，但組裝單位越大越復(fù)雜，產(chǎn)生誤差的風(fēng)險(xiǎn)也就越大?！拔覀兒芨吲dDNA磚塊攻克了這一難題?！闭撐母呒?jí)作者、哈佛醫(yī)學(xué)院系統(tǒng)生物學(xué)副教授尹鵬（音譯）說，“它們組裝的方式讓我們也很驚訝。”

　　據(jù)物理學(xué)組織網(wǎng)10月19日?qǐng)?bào)道，“DNA磚塊”是較短的DNA合成鏈，就像一個(gè)個(gè)能互相扣在一起的“壘高”積木，可以拼出復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。研究人員在計(jì)算機(jī)上用一種分子立方體的模型設(shè)計(jì)了最初的模型（分子立方體構(gòu)成原料塊主體，可以增加或去除以形成想要的形狀），然后開始設(shè)計(jì)：把所需的能匹配的DNA鏈混合在一起，讓它們自行組裝以得到設(shè)計(jì)的晶體結(jié)構(gòu)。

　　“這一過程靠的是設(shè)計(jì)策略的關(guān)鍵特征——模塊化，這樣從主體料塊上增加或除掉某些部分就簡(jiǎn)化了，讓設(shè)計(jì)制作更容易?！惫餐谝蛔髡?、前韋斯研究所博士后柯永剛（音譯）說，“這還是首次讓任何人都能用這種方法來合理設(shè)計(jì)晶體厚度，精確到納米，本研究中是80納米?！币酝亩SDNA格是單層結(jié)構(gòu)，只有2納米厚。

　　“DNA晶體對(duì)納米技術(shù)應(yīng)用很有吸引力，因?yàn)樗鼈冇上嗤慕Y(jié)構(gòu)單位重復(fù)組裝而成，為升級(jí)設(shè)計(jì)提供了理想的模板?！闭撐墓餐谝蛔髡?、研究生盧維娜·昂說。

　　此外，研究小組還演示了把黃金納米粒子放入二維結(jié)構(gòu)的能力，納米粒子間距小于2納米。這是未來量子設(shè)備的關(guān)鍵特征，對(duì)可升級(jí)產(chǎn)品來說是一次巨大的技術(shù)進(jìn)步。

　　論文合著者、韋斯研究所核心系成員威廉姆·希哈說，我們?cè)贒NA納米技術(shù)中的進(jìn)步讓自組裝成為可能，并以一種可編程的方式造出指定的結(jié)構(gòu)，其復(fù)雜性甚至能和自然界的許多分子機(jī)器相媲美。

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