用DNA建造纳米级机器人

　　未来的纳米工厂可以使用DNA片断作为纳米级的机器人手臂，这些手臂可以用以组装分子级物质。

        像这样富于想像力的纳米机器人现在已有了雏形，由纽约大学纳德瑞恩?西曼率领的研究小组现在正将这一构想向现实推进。他们建造了一种机器，它的主干和机械手臂都取材于DNA。研究人员通过一种含有DNA片段的溶液去“洗刷”DNA机器人结构，由于DNA片断可以结合在机器人主体的不同部位，使得机械手可以“前后移动”。

        西曼说：“这种方式可以帮助我们实现一些原本不能做到的事情。”未来，类似的DNA结构将用于形成一个有众多机器人的微型流水线，机器人手臂可以协同一致的步调不断移动，就像蜈蚣腿在移动时向上涌动的样子。这些机械臂能够将分子搬运到精确的位置，然后让它们相互以不同寻常的方式发生化学反应，产生不同的化学物质。

        用DNA链作纳米级结构的组成部分是个有吸引力的选择，因为当相配的DNA链条结合在一起时，它们之间的碱基会有“锁住”或“解链”的功能。基于此，西曼曾经用不同的剪裁合适的DNA片段溶液洗涤DNA链条，促使其链条打开，这样就产生分支结构。然而，在它们可被用作构建工具之前，还得发现某种方式来控制它们相互之间的位置和运动，这样才可以准许数以百计的纳米级的机器在一个流水线上一起工作。

        西曼现在已搞清楚如何做到把这些DNA机器黏附在位置相对确定的表面上。哈佛大学的生物化学家威廉说，实现这些已经指日可待了。

        这个表面是由数以百计的DNA片段自动的连接在一起形成一个可重复多次的模块。这个模块里面共有8种不同的片段，每一种片段都是由三个缠绕在一起的DNA链组成，但是只有一种片段内有一个额外的非配对的DNA链条，可以同DNA机器基座的一个非配对的链条结合在一起，这样可以确保机器只会抓住表面上的唯一一个DNA片段，使它们在运行中到达预测位置进行精确结合。

        每一个DNA机器人都是由一个长形、纤细的主体外加黏附一个可以从准确角度伸展的DNA手臂。用特殊的DNA片段洗涤它们，会促使其主体打开拉链，这样让第二个DNA片段替代到原先的DNA碱基的位置，结果，新的DNA链条有了不同的形状，使得主体能够实现旋转和拖拽的动作。

        到目前为止，所有的DNA机器都是清一色的，在进行DNA清洗时，它们会以同样的方式作出反应，促使机械手臂步调一致的移动。现在西曼新的研究方向是正在努力研究能够使机械臂独立运动加以控制，这样其功能会更加复杂多样。如果他们能够成功，也许在不久的将来，生物制药方面会有新的突破。 (责任编辑：泉水)

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