科学家开发出能整理回收分子的DNA“机器人”

中国金融信息网2017年09月15日14:49分类:美国

中国金融信息网讯 (记者林小春)想象一下有个机器人在家里走来走去,整理各种物品……虽然这种机器人还只存在于科幻小说里,但美国科学家已开发出一种全自动的DNA(脱氧核糖核酸)“机器人”,能在纳米尺度上执行类似任务。

这项成果由加州理工学院助理教授钱璐璐的实验室完成,14日发表在美国《科学》杂志上。“这是DNA机器人迈出的一小步,却是人类迈出的一大步,”《科学》杂志在简介中说。

研究人员解释说,最新开发的“机器人”由一个单链DNA做成,它能自动地在一个纳米尺度的二维表面“走来走去”,将某些分子“捡起来”,然后放到指定位置。

“就好像电子机械机器人被送到火星等太遥远而人类不能及的地方,我们希望有一天可将DNA机器人送到血液等太微小而人类不能及的地方,”钱璐璐说。

研究人员首先组装出DNA“机器人”的三个基本模块:一条“腿”和两只“脚”用来行走,一条“胳膊”和一只“手”用来拿“货物”分子,以及一个在抵达指定地点后示意放下“货物”的“信号”。

每个模块仅由单链DNA中的几个碱基组成。原理上,这些模块可通过不同的方式组装出能执行不同任务的“机器人”。例如,一个多手臂“机器人”可同时运输多个分子货物。

研究人员还设计出一个长宽各58纳米的测试场地,这也是一个由DNA构成的平面结构,测试场上有上百个由单链DNA做成的“桩子”。行走时,“机器人”一只脚“踩”桩,另一只脚自由活动。路上遇到拴在“桩子”上的“货物”分子,就会用“手”抓住带走,直到抵达目的地才放下。

这些“小家伙”迈出一步需要5分钟,一步能移动6纳米。“这个过程虽然很慢,但是一个消耗很少能量的简单机器人就能完成这个看似复杂的任务,”钱璐璐说。

在测试中,“机器人”成功将6个散布在不同位置的分子在24小时内分别运输到两个指定位置。

钱璐璐表示,这种技术将来有望用来在人造分子工厂中组装化学药物、把药物运输到血液中或者细胞中的指定地点,甚至也许能将无用的垃圾分子成分分类回收。

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[责任编辑:王静]