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用DNA制造的纳米自主步行机
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德克萨斯州大学奥斯汀分校的研究者们研发了一种以DNA作为原材料制造的纳米机械装置,该装置能够在崎岖不平的表面沿任何方向无规则行走。这种可行走的DNA将来可能成为癌症检测器的一部分,它可以让检测器在人体内到处“游荡”来寻找到癌细胞,并对癌细胞进行标记以便于医学成像和药物靶向。
Cheulhee Jung, Peter B. Allen 和 Andrew Ellington研发出了可沿任意方向行走的且表面有DNA涂层包覆的DNA机械设备。此前,纳米微粒的运动仅限于程序控制下沿一维和二维路径的精确运动。而此项研究的DNA步行者能够移动36步,并且它随机运动的方式不同于此前其它研究中所见到的。
分子生物科学研究院及系统合成生物学UT中心的成员艾灵顿教授这样说到:“这是研发包括在人体内的多种环境下能够自主运动的核酸纳米机器所迈出的重要一步,DNA纳米技术特别令人感兴趣,因为这项技术探究的这个世界是由实物来实施执行,而不是通过电磁交变来实现的物质世界。”最终,“DNA步行者”可助于保护性细胞在器官的表面行走,并一直不停地计算是否有癌细胞的出现。”
更加切实可行的应用可能是将“DNA步行者”部署到人体内从而将放大癌细胞信号,这将有利于医生确认和标记癌细胞。这也预示着将来纳米疗法的出现。
尽管从诊断到治愈癌症的过程很漫长,但此项研究的合著者Jung说:“所有的突破都是从最初的几小步开始的。在这项研究中,最初的那几步便是DNA步行者的研究。”
DNA步行者是由是用带有“两条腿”的单个DNA片段通过一个躯干连接而制成的。像人行走一样,先把一条腿向前移动,然后举起另一条腿,迈向前方,这样便动起来了。步行者自主和随机地决定它把自己的腿迈向哪个位置。研究表明,这种纳米机器不会在同一个位置出现两次。
该研究成果已经发表在 Nature Nanotechnology 上。
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