“中美创建微米级元DNA结构，有助设计更多而杂电路和纳米器件”

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科学技术日报记者刘霞

美国《每日科学》网站7日报道，上海交通大学樊春海院士和美国亚利桑那州立大学颜颢教授等最新一期《自然化学》杂志称，他们将自己组织为形状各异的微米级结构，应用于光电子学和合成生物学行业，新闻存储和加密等技术迅速

研究人员解释说，dna结构的独特特征，现在可以作为各种纳米结构和设备的共同组件使用。 通过dna折叠技术，长单链dna(ssdna )在数百条短dna链的帮助下折叠成规定的形状。 但是，迄今为止，科学家组装更大的(微米到毫米级的) dna结构并不容易，限制了dna折叠技术的广泛采用。

为了应对这个问题，研究小组开发了共同的“元dna”( m-DNA )战略，开发了新的元DNA结构。 这种新型的dna结构相当于头发的宽度，直径是天然dna纳米结构的1000倍。 研究人员解释说，这种亚微米级的6螺旋束dna结构可以像放大版的单链dna一样自组织。

随后，研究人员利用该元dna，从亚微米构筑了元多结、3d多面体、各种2维/3维晶格等微米级的dna架构。 他们还在meta dna上展示了将DNA的动态特征转移到meta DNA上的分层链置换反应。 另外，只需要改变一维dna的局部灵活性及其相互作用，就可以构建出四面体、八面体、棱柱、6种紧密堆积的晶格等从一维到三维的一系列亚微米或微米级的dna结构。

研究人员表示，未来将利用这些元dna设计更多复杂的电路、分子机械和纳米器件，用于生物传感和分子计算相关的应用。 此外，该研究还大大提高了建立动态微米级dna结构的可能性。

论文作者指出，这种元dna战略的引入将使dna纳米技术从纳米水平上升到微米以上的水平，帮助科学家在亚微米和微米的尺度上建立许多复杂的静态和动态结构，从而使多种新的应用成为可能。 例如，科学家可以利用这些元dna结构制造更大更复杂的功能组件等。

总着重号:

dna是天然的生物高分子，也是制造纳米级部件和机械的通用器件。 用dna折纸，像毛衣一样编织，像乐高一样组装。 过去，美国科学家拿着dna长链折叠笑容。 dna和短链片段相遇、组装，形成不同的形状。 本文开发的新型元dna结构相当于构建dna架构的原材料，处理了dna折叠术涉及的对象太小的问题。 今后，这些元dna将成为更多复杂的纳米器件和纳米机器人的基础，也将为新闻存储、精准医疗等应用提供更好的支持。