2007年1月3日，北京——中国科学家利用一根仅2.4微米长（相当于头发丝直径的1/40）的天然DNA单链作为“线”，成功“绣”出了一幅直径150纳米、分辨率6纳米的“中国地图”。这项研究成果发表于2006年最后一期《科学通报》，标志着中国掌握了利用DNA分子构筑高度复杂性纳米结构的关键技术，为纳米加工和集成电路微型化带来了革命性突破。

该研究由上海交通大学Bio-X中心DNA计算机交叉团队与中国科学院上海应用物理研究所合作完成。这幅DNA纳米结构“仿中国地图”长150纳米、宽120纳米、厚2纳米，分辨率高达6纳米，肉眼无法直接观察，必须借助原子力显微镜才能成像。

论文第一作者、上海交大Bio-X中心博士研究生钱璐璐介绍，DNA分子不仅是生命科学的研究热点，更是材料科学的“潜力股”。科学家一直将DNA视为塑造纳米材料的理想素材。1989年，美国纽约大学教授Seeman首次提出利用DNA链的黏性末端将小单元拼接成大图形的方法，即“1.0版”DNA自组装结构，仅能绘制十字网格等简单图形。2006年3月，美国加州理工学院的Rothemund发明了DNA“折纸术”，通过将长链反复折叠并用短链固定，可“绘制”方形、矩形、五角星、笑脸等对称图形。

由中科院院士、上海交大Bio-X中心主任贺林领衔的研究小组，采用Rothemund的DNA“折纸术”，用长短两种DNA单链构建仿中国地图。他们将一根由约7000个核苷酸组成的DNA长链通过水平方向反复折叠，填成中国地图的形状，再用多根由约32个核苷酸组成的DNA短链充当“订书钉”，利用碱基互补原理在适当位置黏合固定。预先通过计算机程序设计的DNA序列在溶液中瞬间自动配对，最终通过原子力显微镜成像，纳米级“中国地图”成功诞生。

钱璐璐指出，由于技术限制，目前的DNA“仿中国地图”并不完全符合实际版图，例如无法呈现台湾岛、海南岛等岛屿与大陆的海面分离以及南海诸岛。但她强调，这是科学家首次实现如此高复杂度的非对称二维图形，证实了DNA“折纸术”可构建几乎任意二维纳米级图形，突破了之前只能制作对称图形的局限。

贺林院士指出，该成果有助于解决集成电路产业在最小加工尺度上的瓶颈，触发纳米加工的新革命。他表示：“我们未来预期用DNA分子‘绘制’各种形状的电子元器件，再通过引导金属颗粒在DNA分子表面的聚集，使目前电子线路间近乎65纳米的最小间距缩小到6纳米左右。”这意味着，通过对DNA分子的可控排布，有望突破集成电路发展的线宽瓶颈，引发纳米电子学的重大革新。

后续，上海交大Bio-X中心DNA计算机交叉团队正与中国科学院上海应用物理研究所的研究者围绕这一科学问题联合攻关，着手研究通过控制DNA分子加工更精细的电子器件。近二十年来，DNA折纸术已广泛应用于纳米药物递送、生物传感、纳米光子学等领域，显示了其作为通用纳米构建平台的巨大潜力。