中科院上海應用物理所與華東師大合作構建高效DNA行走機器人

據2017年3月9日《中國科學報》援引報道，中科院上海應用物理研究所與華東師范大學合作，構建了一種核酸外切酶驅動的高效DNA行走機器人。相關成果近日發表于德國《應用化學》雜志。

細胞內許多功能的實現和宏觀世界中的機器運轉一樣巧妙，而在試管中模擬細胞內的動態有序結構，構筑人工分子機器也引起了研究者的廣泛興趣。DNA分子具有強大的序列可編程性及精確的分子識別能力，被認為是設計分子機器的重要元件。設計并構建高效率的DNA分子機器，在藥物運輸治療、DNA并行計算和生物傳感檢測等領域具有重要的應用潛力。然而，以往合成的DNA分子機器可持續巡航能力往往比較低。

對此，上海應用物理所研究員樊春海與華東師范大學教授裴昊等合作，構建了一種核酸外切酶驅動的高效DNA行走機器人。研究發現通過調控DNA分子在金納米粒子表面上的構象、密度和取向，可顯著改變酶分子與DNA之間的相互作用力。同時，通過調控納米界面上DNA分子的空間排布，設計出一種可實現DNA分子在金納米粒子表面自發運動行走的分子機器。這種分子機器的運行機制還可應用于發展信號放大策略，實現對DNA雜交過程的高靈敏檢測。