基本介紹
- 中文名：DNA“磚塊”
- 定義：構成DNA雙螺旋鏈的4種鹼基
DNA磚塊,研發物理,
DNA磚塊
DNA“磚塊”是指構成DNA雙螺旋鏈的4種鹼基：腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、胞嘧啶（C）、鳥嘌呤（G），A只能和T配對，C只能和G配對。它們就像“樂高”玩具，可以搭建出各種結構。這種納米製造技術稱為“DNA—磚塊自組裝”，用人造的DNA短鏈像樂高磚塊那樣搭扣拼裝。它充分利用了DNA編程的能力，將DNA鹼基對組合搭配成各式“菜譜”，來組成預先設計好的形狀。
用每段有32個核苷酸的單股DNA製造了102個微小而獨特的形狀，其中有些具有複雜的空腔及中空的內部。這些DNA構建塊可以至多與4個鄰接的DNA股結合，並且，像樂高積木一樣，它們中的每一塊可被單獨地移除或添加。結合DNA摺紙，這種製作DNA磚的方法應該為產出更多的甚至更大的納米結構鋪設了道路。
新方法用的DNA磚塊更小（長度為32個鹼基），將每個鹼基對磚塊轉了90度，再將每兩個磚塊並成立體狀，就可以向“上”、向“外”兩個方向添磚加瓦了。每8個鹼基對（約2.5納米）構成一個“三維像素”，這是它的最小結構單位，1000個這樣的像素構成一個模組，這些模組就成為製作三維建築的DNA分子“原料塊”。研究人員用這些“原料塊”製作了102種複雜的三維結構，包括字母、符號、漢字等，不僅表面精巧，還有著複雜的內部洞穴和孔道。
另一種叫做“DNA摺疊術”的方法能構建更穩定、更複雜的三維結構，但這種技術要依賴一條較長的DNA鏈做“支架”，並需要幾百個短鏈DNA做“釘扣”把它摺疊起來，而且每種新形狀都需要一種新“支架”及相應摺疊法、新的“釘扣”。論文作者尹鵬（音譯）介紹說，相比之下，DNA“磚塊”的方法不再需要支架鏈，由此可以形成一種模組化的結構，每塊磚都能獨立地加上或減去。“這種方法簡單、穩定而且用途更廣。”
新方法的下一個目標是將這種DNA納米技術用在更尖端領域，比如“智慧型”醫療設備，能將標靶藥物選擇性地遞送到病灶部位；可程式的成像探測儀器；下一代計算機線路製造，能精確排列無機物質的模板等等。
“設計出更多、更有效的方法來利用那些具有生物兼容性DNA分子，將其作為納米技術中的結構建材，這將帶來巨大的醫療價值以及非醫療方面的套用。”維斯鑄造學院主管登·英格博說，“我們在這方面的能力正閃電般地增長。”
研發物理
基於DNA摺紙和DNA瓦片，研究人員為了在生物物理、醫學及納米電子學中的可能用途而想出了誘使單股DNA形成各種各樣形狀的一種方法。
研究人員發明的“DNA磚”會自行組裝成複雜、三維的納米結構，且它們可能對承載及輸送某些蛋白質或納米顆粒是理想的。
