這群哈佛學霸把DNA當樂高玩，竟然玩出了納米技術新高度！
作為遺傳物質的DNA近年來演變成了一種跨界研究的對象，由於它獨有的結構和性質，人們期待利用這些性質做些與遺傳本身並無多大關係的事情，例如DNA晶元、DNA計算機。最近，來自哈佛大學威斯研究所的科學家們將DNA又玩出了新高度。他們將DNA變成了一種類似「樂高積木」的構建原件，通過這些DNA「積木」，科學家可以用DNA構建出想要的、穩定的納米結構。
樂高積木的組裝示意圖圖片來源：哈佛大學威斯研究所
這是一種獨特的納米構建技術，我們可以稱之為「DNA積木自組裝」，利用了DNA獨有的螺旋結構，使得短鏈DNA能夠像樂高積木一樣，螺旋間彼此纏繞，完成類似的「自組裝」。
DNA「積木」如何裝配的示意圖圖片來源：哈佛大學威斯研究所
每一塊積木都由一條單鏈DNA構成，每條DNA鏈都有42個核苷酸長度。它利用了DNA鹼基對的基本配對原則——A（腺嘌呤）僅與T（胸腺嘧啶）結合，C（胞嘧啶）僅與G（鳥嘌呤）結合，將DNA的序列設計成想要的形狀。每條鏈可以構成一個與樂高積木相似的結構，成為一個可編程自組裝的「積木」。每個「積木」的一側是兩個孔，另一側是兩個栓，將一塊的栓插入到另一個的孔中，就可以將結構拼接起來了。
每一個DNA「積木」都具有了這樣的能力，就可以按照科學家們預想的設計進行可編程的結構組裝了。
DNA「積木」三維結構轉角圖片來源：哈佛大學威斯研究所
如果想要用「積木」搭建三維結構的DNA，就需要對其中一些進行調整。以栓為軸將一塊「積木」的方向調轉90度，就可以構建出三維的結構了。搭建中還需要一些具有「單孔單栓」的短DNA，核苷酸數目從42減少到32。
DNA「積木」三維結構構建圖片來源：哈佛大學威斯研究所
這些DNA可以在納米尺度上具有精確的圖案化能力，在幾小時內與編程並快速組裝為複雜的結構。
左邊是設計的圖案，右邊是DNA構建的圖案
圖片來源：哈佛大學威斯研究所
過去，很多用於藥物遞送的納米材料來自於金屬或者人造聚合物。DNA的可編程納米構建技術有望成為納米材料的新生力量，這些DNA納米結構有望以可編程的方式用於藥物的遞送。威斯研究所的研究人員正在尋求利用這種技術設計和製造藥物膠囊，我們期待DNA能夠給我們帶來更多的驚喜。
參考資料：
[1] Customizable nanostructures can bebuilt using DNA
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