研究人员表示,这些不仅仅是纳米雕塑。该软件可让研究人员制造微型容器来运送药物,或制造用于铸造具有特定形状的金属纳米颗粒的模具,用于太阳能电池、医学成像等。
对大多数人来说,DNA是生命的蓝图,所有生物的遗传指令。但对于新研究来说,DNA不仅仅是遗传信息的载体,它还是源代码和构建材料。
DNA的遗传密码中有四个“字母”或碱基,它们在细胞中以可预测的方式配对,形成DNA阶梯的梯级。研究人员采用了DNA的这些严格的碱基配对特性——A与T,C与G,通过设计具有特定序列的DNA链,他们可对这些链进行“编程”,将它们拼凑成不同的形状。
该方法包括在数百条短DNA链的帮助下折叠一《彩神VI在线官网登录》条或几条数千个碱基长的单链DNA,这些短DNA链与长链上的互补序列结合并将它们“固定”到位。
研究人员开发了软件DNAxiS,其工作原理是将一条长长的DNA双螺旋盘绕成同心环,这些同心环相互堆叠以形成物体的轮廓,就像使用黏土圈来制作锅一样。为了使结构更坚固,该团队还可以用额外的层来加固它们以提高稳定性。
研究团队展示了他们可制作的各种形状:圆锥形、葫芦形、三叶草形。DNAxiS是第一个允许用户自动设计此类形状的软件工具,它使用算法来确定放置短DNA“订书钉”的位置,以将较长的DNA环连接在一起并将形状固定到位。
例如,给定一个蘑菇形状的模型,计算机会吐出一系列DNA链,这些链会自组装成正确的结构。一旦在试管中合成并混合了链,其余部分就会自行处理:通过加热和冷却DNA混合物,在短短12小时内就能神奇地折叠成DNA纳米结构。
研究人员表示,他们的DNA设计软件在新型三维结构的自动化设计方面向前迈出了一大步。
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本报记者 刘仪 【编辑:黄泓 】