DNA机器人迈出了第一步

 作者:夏侯糯     |      日期:2019-02-07 05:01:03
来自波士顿的珍妮霍根(Jenny Hogan)一只微小的两足动物,腿长仅10纳米,由DNA碎片构成,迈出了第一步纳米跟踪器被纳米技术人员誉为重大突破两足动物的发明家,化学家Nadrian Seeman和纽约大学的威廉谢尔曼说,虽然许多科学家一直在努力建造能够进行双足运动的纳米级装置,但他们是第一个成功的贝尔实验室位于新泽西州的贝尔实验室的Bernard Yurke说:“这是以往所有事情的进步”他是迄今为止最知名的分子机器之一的团队成员之一:一对“镊子”也是由DNA链构成的(新科学家印刷版,2000年8月12日)像类似的分子尺度努力一样,镊子的手臂只是打开和关闭:它们不能四处移动但是,为了使纳米级制造成为现实的前景,需要移动微观机器人来组装其他纳米机器并移动有用的分子和原子纽约队的两足动物可以“行走”,因为它的基于DNA的腿能够脱离基于DNA的轨道,一点点移动,然后重新连接自己为何选择DNA有两个原因首先,与其他聚合物不同,DNA链喜欢配对然而,如果每条链中的碱基序列以正确的方式相互补充,则两条DNA链将仅“拉链”在一起 - 因此通过调整序列,化学家可以高度控制每条链的附着位置其次,研究人员希望有一天能够将细胞设计用于制造这些基于DNA的机器步行器中的每条腿长36个基部,由两股DNA组成,形成双螺旋在顶部,每条DNA链的弹性部分从左腿向右延伸,将它们连接在一起在底部,两股之一从螺旋中伸出来作为粘脚步行者行进的轨道或“行人路”也是由DNA构成的,并且被设计成使得未成对的DNA链部分沿着其长度像尖刺一样向上伸展这些作为步行者的立足点脚通过“锚”链DNA连接到立足点,一端与脚部序列匹配,另一端与脚部相匹配因为左脚和右脚/脚点序列是唯一的,所以每个都需要不同的锚点因此,为了使助行器迈出一步,引入一个称为未固定线的自由DNA片段以剥离其中一个锚(见图),释放脚锚在顶部有一个手柄 - DNA链的一小段长度,不与脚或立足点结合未固定的股线粘在这个手柄上,然后一直向下与锚固件结合锚点很容易消失,因为它更喜欢所有碱基对的伙伴 - 包括手柄中的序列自由脚抓住一个新的锚定序列,锁定到下一个立足点,向前迈步重复向前移动后脚的程序完成了助行器的随机播放助行器将纳米控制剂置于称为“非变性缓冲液”的液体浴中,这可以阻止DNA分离首先,数百万步行者和轨道在这种液体中自由浮动只有当研究人员添加DNA锚时,两足动物的脚才会固定在人行道上然后可以添加未设置的股线以开始行走过程研究人员能够确认纳米科学家在每次添加DNA后采取了少量溶液样品,迈出了第一步通过将大小和形状分离DNA分子的凝胶喂养材料,他们确认了脚附着的位置 - 这是在法医学中给出“DNA指纹”的相同技术说服步行者运送负载,例如金属原子,是团队的下一个挑战期刊参考:Nano Letters,DOI:10.1021 / nl049527q关于这些主题的更多信息: