pg电子平台|上海应物所等在DNA分子机器领域取得进展

本文摘要：近期，中国科学院上海应用于物理研究所与华东师范大学合作，在DNA分子机器方面获得新进展，建构了一种核酸外切酶驱动的高效DNA行驶机器人。

近期，中国科学院上海应用于物理研究所与华东师范大学合作，在DNA分子机器方面获得新进展，建构了一种核酸外切酶驱动的高效DNA行驶机器人。涉及结果公开发表在《德国应用化学》（Angew.Chem.Int.Ed.2017,56,1855）上。细胞内许多功能的构建和宏观世界中的机器运转有异曲同工之智，这些自然界的分子机器由经过亿万年演化产生的生物大分子包含。

而在试管中仿真细胞内的动态有序结构，构筑人工分子机器则引发了研究者的普遍兴趣。2016年诺贝尔化学奖即颁发“分子机器的设计和制备”。DNA分子具备强劲的序列可编程性及准确的分子辨识能力，被指出是设计分子机器的最重要元件。

设计并建构高效率的DNA分子机器，在药物运输化疗、DNA并行计算和生物传感检测等领域具备最重要的应用于潜力。然而，以往制备的DNA分子机器可持续巡弋能力往往较为较低。

针对这一技术难题，上海应物所物理生物学研究室研究员樊春海与华东师范大学教授裴昊等合作，建构了一种核酸外切酶驱动的高效DNA行驶机器人。他们找到通过调控DNA分子在金纳米粒子表面上的构象、密度和倾向，可以明显转变酶分子与DNA之间的相互作用力。在此基础上，通过调控纳米界面上的DNA分子的空间化学键，设计出有一种可实现DNA分子在金纳米粒子表面自发性运动行驶的分子机器。

这种分子机器的运行机制还可应用于发展信号缩放策略，构建对DNA杂交过程的高灵敏检测。这一研究为设计新的智能医疗器件及分子计算机获取了新的原理和策略。

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