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研究人员创建3D DNA纳米机器人

2023-12-10 11:42:25  来源:激光网原创    

  纽约和中国宁波大学的研究人员表示,他们已经创造了由DNA构建的微型机器人,这些机器人可以自我繁殖。

  这种纳米机器人有朝一日可以对人类血液中的癌细胞进行搜索和摧毁任务,而无需进行手术或从海洋中收集有毒废物。

  这个微小的机制是如此之小,以至于1000个可以容纳在一张纸的宽度上。

  “纳米级工业机器人具有作为制造平台的潜力,能够自动执行重复性任务,以一致的精度和准确性处理和生产纳米材料,”该项目的首席研究员、纽约大学物理系和中国科学院工作人员Feng Zhou说。

  Zhou说,100纳米宽的机制操纵DNA链的不同部分,并将它们正确对齐,以便它们可以“焊接”在一起,然后继续进行下一步。他们设计了一种在三维空间中折叠DNA的新方法,可以无限地自我复制。

  之前对DNA机器人的研究仅限于2D构建。

  “我们引入多轴精确折叠和定位作为纳米制造的工具/技术,将为更复杂、更有用的纳米和微型设备打开大门,”周说。

  在接受《新科学家》采访时,专门研究纳米材料的化学教授安德鲁·苏尔曼说:“组装这些东西是很棘手的......在我们制造的合成物和生物分子中,事物是如何折叠的,都非常重要。当事情被折叠错误时,它们就不起作用了。

  周说,他的团队的工作建立在DNA纳米技术四十年的进步之上。他指出了许多创新发明,包括机器、酶、自我复制器、计算机和核酸“步行者”——涉及纳米医学、生物样本诊断传感和纳米机器人的应用。

  “我们的演示预示着纳米机器和机器人可以通过光和热进行编程和控制,以纳米级生产纳米级的生物相容性结构和设备,”他说。

  英国普利茅斯大学的理查德·汉迪没有参与这项研究,他观察到,“这将是一种向细胞中添加酶或蛋白质的方法,而细胞中的DNA不需要制造它。有些人有遗传缺陷,他们无法制造酶,所以这可能是一种在组织中为他们构建酶的疗法。如果你有很多人患有2型糖尿病和胰岛素分泌问题,也许你可以得到这些DNA支架之一来制造胰岛素。

  科幻小说已经解决了纳米技术设备的发展问题,有时是在世界末日的故事中。

  K·埃里克·德雷克斯勒是纳米技术研究的先驱,他在1986年出版的《创造的引擎》一书中想象了一个噩梦般的场景。

  他说:“想象一下,这样一个复制器漂浮在一瓶化学品中,复制自己。”。“第一个复制器在一千秒内组装出一个副本,然后两个复制器再在接下来的一千秒内建造两个,四个再建造四个,八个再建造八个。十个小时后,新的复制器不是三十六个,而是超过680亿个。不到一天,它们的重量将达到一吨;不到两天,它们将超过地球。”他创造了现在著名的术语“灰色粘液”,指的是纳米机器人的灾难性复制,最终消耗了所有的生物质。

  Zhou的报告“迈向三维DNA工业纳米机器人”发布在《科学机器人》杂志上。

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