谈起 DNA 总是会想到基因,不过,DNA 之所以成为基因传递的最佳选择,就是因为其性质稳定,又可以由元件设计排列组合,这些特性也可以利用来打造奈米工程结构,慕尼黑工业大学的研究团队,就利用 DNA 打造了一具奈米规模的绞炼,还可开合移动,未来 DNA 或许能成为奈米机器人的原料。
自然界中其实原本就有许多神奇的奈米机器,如许多物质在细胞中的移动,许多酶的作用,以及诸如细菌纤毛的摆动等,其实都是许多蛋白质有如机器般变形运动而驱动的,只不过,大自然的奇妙实在很难复制,顶多先打造一个绞炼关节就很了不起了。
慕尼黑工业大学的研究团队,打造奈米绞炼关节,采用的原料是 DNA,采用 DNA 有两个好处,一是性质稳定,这也是生物之所以用 DNA 来记录基因密码的原因,其二是 DNA 是由 4 种元件以不同的排列组合构成的,所以可以人为设计出所要的 DNA 零组件来折合成最终想要的奈米形状,这个过程称之为“DNA 折纸”。
此次团队打造的 DNA 构造像是一本书,有两片厚厚的像打开书页的构造,中间由一小段绞炼相连,因此可以开开合合,团队表示这是人类打造过最精密的奈米绞炼系统。不过,这个奈米绞炼还不能称之为奈米机器,因为绞炼本身无法自力开合,目前打开与合起的动作是由周遭分子的布朗运动所推动的。
虽然如此,打造出 DNA 绞炼本身,就是一个重大的进展,未来的研究会朝着让 DNA 绞炼可以借由譬如化学反应来控制开合,进而打造出真正的奈米机器,可以确实的控制抓取分子,移动到所要的位置,进行精确的反应,这将对人类的生化科技有相当大的助益,不过在目前,恐怕要先请研究团队让奈米绞炼先能动起来再说了。
- Nanoscale rotor, gripper push DNA origami to new limits
(首图来源:science daily)