來自美國亞利桑那州立大學(xué)的研究人員在一項(xiàng)***新成果中，獲得了解決一種關(guān)鍵設(shè)計(jì)難題的新辦法，這將能令研究人員生成各種各樣的2維和3維結(jié)構(gòu)，從而推動(dòng)DNA納米技術(shù)新興領(lǐng)域的發(fā)展。該文章發(fā)表在3月22日Science上。

       領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是亞利桑那州立大學(xué)顏顥教授，顏顥早年畢業(yè)于山東大學(xué)，這位以自己獨(dú)特的技術(shù)成果在學(xué)術(shù)界打出一片天空的華裔科學(xué)家，多年來在Science，Nature雜志上發(fā)表了多項(xiàng)重要的成果，備受關(guān)注。

       DNA不僅僅是生命的密碼，它還是制造納米級(jí)構(gòu)件和設(shè)備的通用元件。通過現(xiàn)代生物技術(shù)，我們可以制造出很長的DNA分子，上面排列著根據(jù)意愿選擇的構(gòu)建模塊序列，這為DNA的應(yīng)用開辟了廣闊的新天地，而不***于自然界中生物進(jìn)化的領(lǐng)域。

       顏顥的研究小組就利用結(jié)構(gòu)DNA納米技術(shù)（利用了DNA作為遺傳信息編碼聚合物的優(yōu)點(diǎn)，通過DNA分子***的自組裝和識(shí)別能力實(shí)現(xiàn)精確的納米構(gòu)架，就如同納米機(jī)械在工作一樣），構(gòu)建了許多重要的結(jié)構(gòu)，如特洛伊木馬結(jié)構(gòu)——用以提高藥物輸送到癌細(xì)胞的效率，導(dǎo)電金納米線，單分子傳感器和可編程的分子機(jī)器人。

       現(xiàn)在他們又繼續(xù)在分子水平上探索著這些結(jié)構(gòu)的幾何和物理***?！斑@一領(lǐng)域的研究人員對(duì)于構(gòu)建線性或者網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)，十分感興趣，”顏顥說，“我們需要研發(fā)出新的設(shè)計(jì)思路，來構(gòu)建更加復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)?！?/span>

       在***新這項(xiàng)研究中，他們完成了類似線框，分子鑷子，剪刀，螺絲，手風(fēng)扇，甚至是一張***網(wǎng)之類的2維和3維結(jié)構(gòu)，十分有趣。

       通過一種“自下而上”扭曲技術(shù)，研究人員將分子樂高設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)聚焦于一種稱為Holliday交叉（Holliday junction，HJ）的DNA結(jié)構(gòu)上。在自然界中，這種十字形，雙疊DNA結(jié)構(gòu)就像是遺傳機(jī)制中的十字路口，兩個(gè)獨(dú)立的DNA螺旋能用于交換遺傳信息。Holliday交叉帶來了地球上各種各樣的生物，并確保后代具有來自母親和父親DNA信息的獨(dú)特重組。

       在自然界里，Holliday交叉能以約60度角的角度扭曲雙疊DNA鏈，這是交換基因的一個(gè)***角度，但有時(shí)對(duì)于DNA納米技術(shù)的科學(xué)家來說，這并不是好消息，因?yàn)檫@***了其結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)規(guī)則。

       “原則上，你可以利用這個(gè)支架橫向連接多個(gè)層，”然而，當(dāng)你需要構(gòu)建垂直方向結(jié)構(gòu)時(shí)，DNA的極性就會(huì)導(dǎo)致無法構(gòu)建多層，“我們需要做的是把這個(gè)角度旋轉(zhuǎn)過來，進(jìn)行力量連接”。

       研究人員通過改變每個(gè)Holliday交叉之間DNA的長度，使得Holliday交叉中幾何形狀發(fā)生了非常規(guī)的重排，令這個(gè)交叉更加靈活，并***能在垂直方向上構(gòu)建結(jié)構(gòu)。顏教授將其稱為燒烤架形狀，DNA燒烤架。

       “我們驚訝的發(fā)現(xiàn)這能奏效！”他說，“一旦能完成這樣的工作，那么就很容易進(jìn)行新的設(shè)計(jì)了。如果你被傳統(tǒng)規(guī)則所束縛，就很難走出新的一步，一旦你走出了這一步，形勢就變得明確了?！?/span>

       除了對(duì)DNA本身進(jìn)行納米操作，納米核酸提取磁珠也同樣進(jìn)展豐碩。隨著磁珠核酸提取技術(shù)的不斷推廣，越來越多的生物磁珠有了改進(jìn)和發(fā)展。G.N.T.生產(chǎn)的生物磁珠，對(duì)于核酸提取及純化的效果非常好。有著***的吸附性，和持續(xù)的穩(wěn)定性。適用于大多數(shù)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，配合核酸提取儀，能夠高通量自動(dòng)化地進(jìn)行核酸提取與純化。