更“结实”的DNA：科学家开发新型DNA纳米结构以应对人体内恶劣环境

大约六年前，慕尼黑工业大学（TUM）的教授亨德里克·戴茨（Hendrik Dietz）和他的研究团队人员第一次研究证实出一种 DNA 组装法，可以让 DNA 控制所有部件以原子精度配合在一起来组装成需要的物体。更让人佩服的是，戴茨团队研究开发的方法可以将整个过程从几周缩短到几分钟。

今年早些时候，戴茨的慕尼黑工大的同事又向人们展示了，如何通过 DNA 折纸术这一自下而上的自组装方法达到比之前传统的 DNA“步行者自组装方法”快 100,000 倍的效果。DNA 折纸术利用的是重组和模块化的三维 DNA 组件有着的互补的形状的特点，这些 DNA 能够很容易的扣在一起，而不是像拉链似的拉在一起的碱基对。而且，通过他们的方法自组装生成的 DNA 对象已经开始被用于进行各种基础研究试验，比如创建用于显示屏中的周期性量子点阵列，或者是生产可以被用于表面增强拉曼光谱的等离子体结构。

而就在最近，戴茨的团队终于克服了 DNA 自组装的最后一个障碍：组装出一个能够承受恶劣环境的结构。

（来源：慕尼黑工业大学/Sciene Advances）

在最近报道于《科学进展》（Science Advances）杂志的研究中，戴茨和他的团队共同开发了一种可以在每单位体积中产生更多的共价键的方法，这样就可以生产出更耐用的结构。

戴茨说：“额外的共价键可防止双螺旋结构解旋，因此这样组装出的物体更强更耐受。”

他们产生额外的共价键的方法是，在自组装完成后，利用紫外线辐射。

“紫外线照射可以使两个相邻的 T 碱基相互反应，”戴茨说。“一般来讲，对于细胞来说紫外线是很让人讨厌的，人们还要想办法去修复他们，但是对于我们要研究的纳米结构来说，紫外线却是一个可以提高稳定性的简单的方法。”

这样组装出的更耐用的 DNA 纳米结构能够承受高达 90 摄氏度的温度，这无疑开辟了全新的应用领域。戴茨说，他们的新方法不仅可以组装出的更耐用的结构，而且整个工艺的产量更高，成本更低，而且实现了几乎无缺陷的自组装。

“这样组装 DNA 的耐用性就更强，它也将可以进入更恶劣的条件。”戴茨说，“这些‘恶劣条件下’指的就是人类的体内。”

（来源：Pixabay）

在戴茨看来，DNA 组装的前景现在一片大好。“现在，这个领域的大部分普遍适用形的难点都已得到解决，现在我们就可以没有太多巨大障碍的情况下，专注于解决某个特定应用里的挑战，”戴茨说，“所以你可以说，现在整个工艺基本已经足够成熟，我们可以去构建各种设备了。”

在所有组装 DNA 的应用领域中，戴茨和他的同事们将把重点放在生物医学应用领域，这一领域未来的研究中将很有可能需要这些组装成的纳米结构。

他补充说：“最近我们正在研究生物体对 DNA 纳米结构的各种反应，包括免疫原性，毒性，在身体上的分布，以及其细胞/组织靶向特性；我们已经朝这个方向做了一些努力，但仍有许多悬而未决的问题。”

 

-End-

编辑：好重呀 校审：戴青

参考：

https://spectrum.ieee.org/nanoclast/semiconductors/nanotechnology/dna-nanostructures-strenghtened-to-survive-harsh-environments

关注公众号：拾黑（shiheibook）了解更多

[广告]赞助链接：

四季很好，只要有你，文娱排行榜：https://www.yaopaiming.com/
让资讯触达的更精准有趣：https://www.0xu.cn/