研究人員將dna摺疊成奈米級兔子的形狀

今天發表在《自然》雜誌上的一項研究表明，將DNA摺疊成小兔子的形狀比以往任何時候都要容易。摺疊DNA並不是什麼新鮮事，它被稱為DNA摺紙，但自動化的過程是很重要的。多虧了一套計算機演算法，研究人員已經開發出一種方法來簡化DNA組裝之前的設計階段，這是朝著奈米級3D列印邁出的重要一步。...

今天發表在《自然》雜誌上的一項研究表明，將DNA摺疊成小兔子的形狀比以往任何時候都要容易。摺疊DNA並不是什麼新鮮事，它被稱為DNA摺紙，但自動化的過程是很重要的。多虧了一套計算機演算法，研究人員已經開發出一種方法來簡化DNA組裝之前的設計階段，這是朝著奈米級3D列印邁出的重要一步。

如果DNA摺紙是一個樂高專案，“鹼基對”就是磚塊

如果DNA摺紙是一個樂高專案，“鹼基對”-組成DNA雙螺旋的生物單位-將是磚塊。這些單位遵循嚴格的配對規則，因此鹼基“A”只能與鹼基“T”結合形成一個單位，而“C”只能將自身與“G”聯絡起來。當它們結合在一起時，鹼基對就形成了非常可預測的形狀——科學家們已經開始利用這些形狀。這是DNA奈米技術的領域，這個領域的目標是設計和**由DNA製成的微小結構，然後可以用來輸送藥物，甚至**電子產品。目前，DNA操作費時、費錢；新方法有望使它更簡單、更便宜。

這就是為什麼今天的學習很重要。這是邁向全自動構建方法的堅實一步——除了DNA之外，它不會像你友好的鄰居3D印表機那樣。

設計過程，從頭到尾(Erik Benson和Bjö註冊護士ö格伯格）

在這項研究中，研究人員使用設計軟體在3D中繪製複雜的形狀，例如瓶子、兔子和揮舞的人形。然後，他們使用專門定製的計算機演算法來規劃形成3D物體的DNA支架。因此，當研究人員在一隻3D兔子身上執行他們的演算法時，例如，計算機會吐出一系列短DNA序列，當在合適的溫度條件下結合後，這些序列會自動組裝成所討論的兔子。

演算法繪製出DNA序列來**兔子

下一步是訂購建築材料——因此研究人員把他們電腦生成的清單寄給了一家名為“整合DNA技術”的公司，這家公司專門從病毒中**DNA。他們得到了他們的供應品：裝滿近200條短DNA鏈的小試管。將這些人造的DNA鏈透過加熱和冷卻程式，促使它們按照演算法確定的確切路徑自動組裝。

到研究人員完成時，他們手上已經有了微小的奈米級兔子形狀的DNA。”所有的DNA鏈都在結構中找到了正確的位置ö註冊護士ö格伯格是瑞典卡羅林斯卡研究所的化學工程師，也是這項研究的合著者。

一個球，一個有缺口的圓環，一根棍子，一個螺旋，一個揮舞著的小木棍，一個瓶子，還有一個版本的斯坦福兔子(小時ögberg等人，2015）

德累斯頓理工大學的化學家託爾斯滕·施密特（Thorsten Schmidt）沒有參與這項研究，他說：“（這）是以前沒有做過的，這是新奇和令人驚訝的。”事實上，我們目前正在審查一項非常相關的研究，這也是Bj唯一不好的方面ö註冊護士ö格伯格的研究是他們比我們快。”

“Bj唯一不好的一面ö註冊護士ö格伯格的研究是他們比我們快。”

兔子雖然可愛，但不是研究的重點。相反，這是一個證明，科學家可以自動生成一個DNA序列，形成一個複雜的形狀-最接近3D列印在一個非常小的規模。”這幾乎是一個一鍵操作的過程ö格伯格說。如果科學家們能夠完全自動化這個過程，他們將擁有一臺真正的DNA印表機——一臺可以讓藥物更容易地運送到身體的正確位置的印表機。

實際上，關於如何使用這些技術有很多想法。除了藥物輸送外，研究人員還在研究用非生物材料（如金）包裹DNA結構，這種材料在結構與光接觸時會發生反應。

藥物遞送方法與金包DNA

但在這一點上，兔子和瓶子並沒有起到什麼作用。”我們並不真正關心基因資訊ö格伯格說我們純粹是把DNA用作建築材料。”

現在這項研究已經發表，研究人員希望找到一種方法來**自己的建築材料。這可能意味著使用從植物或細菌中提取的天然DNA來代替人工合成的DNA，Hö格伯格說。

“我們越來越擅長在奈米尺度上**結構，”Hö格伯格說。研究人員只需要找到一種方法，廉價地**出許多微小的DNA兔子，而且一次就可以**出來。