DNA機器人的發(fā)明者錢璐璐 表示,“就好像人類把電子機械機器人送到火星等遙遠的地方,我們希望有一天可以將DNA機器人送到血液等人類無法到達的微小之處。”

DNA納米機器人的一小步,卻是人類一大步
DNA機器人由三個基本模塊組成,分別是:一條“腿”和兩只“腳”,這兩部分用來行走,一條“胳膊”和一只“手”用于分揀和搬運分子,以及一個在抵達目的地后示意放下分子的“信號”。其中每個模塊都是DNA的簡短片段 。
DNA機器人究竟是如何行走的?
只有單鏈結(jié)構(gòu)的DNA機器人在行走過程中,其形態(tài)更像是一根晃動的彈簧 ,或者像是一只在蠕動的毛毛蟲。
根據(jù)核苷酸的堿基互補 配對原則,A(adenine,腺嘌呤),T(thymine,胸腺嘧啶),C(cytosine,胞嘧啶),G(guanine,鳥嘌呤)能夠兩兩連接,從而形成雙鏈結(jié)構(gòu) ,這是DNA機器人可以行走的基礎(chǔ)。
在實驗中,科學(xué)家設(shè)定機器人走在由DNA折紙 制成的58×58納米 的釘板上。 加州理工學(xué)院生物工程師和研究的主要作者Anupama Thubagere 說,“每個栓板都是由一大串DNA連接在一起,形成片狀的DNA片段。”
研究團隊將DNA機器人的腿部和腳設(shè)計成所需的長度,比如在實驗中,研究人員將其設(shè)計為6納米 。通常情況下都只是人類步長的百分之幾 。
除此之外,在實驗中,研究人員還將兩種不同的顏料分散在分子表面的不同區(qū)域里,隨后他們讓DNA機器人收集 游離在空間中的分子并將分子搬運 到原位。
結(jié)果表明,DNA機器人在24小時內(nèi)順利地將游離的分子歸到原位,分別是三個粉紅色 和三個黃色 ,沒有誤差。對此,研究團隊表示,若采用更多的DNA機器人,將會大大縮短完成任務(wù)的時間。

DNA機器人的未來應(yīng)用走向何方?
對于此項DNA機器人的面世,來自澳大利亞莫納什大學(xué) (Monash University)的納米仿生研究學(xué)者Wenlong Cheng 表示,“此項技術(shù)的應(yīng)用前景十分廣闊,首先受益的將是靶向藥物的傳遞” 他解釋道,“如果患者患有腫瘤,這種微小的DNA機器人甚至能夠完成定位, 并操作一臺小型‘手術(shù)’”。
來自杜克大學(xué)(Duke University)的John H. Reif 教授在雜志Science 文中點評道,“這項研究最卓越的貢獻是,他們可以使多個簡單的DNA設(shè)備同時完成非平凡的任務(wù)。這意味著很快這項技術(shù)將會被應(yīng)用在化學(xué)合成 和納米醫(yī)療 中,這很值得我們期待。”
錢璐璐的態(tài)度則偏客觀冷靜,她表示,“我們不會為任何特定的場景應(yīng)用開發(fā)DNA機器人,實驗室的目標(biāo)是希望能夠開發(fā)一款通用DNA機器人 。然而,我希望其他研究人員能將這項技術(shù)用于實際的生產(chǎn)應(yīng)用,如用DNA機器人從人造分子工廠的組成部分合成治療化學(xué)物質(zhì) ,或在垃圾 中分揀分子成分進行回收利用 。”
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