以色列用DNA鏈造出納米機器人

1、職業(yè)教育機電一體化專業(yè)教學(xué)資源庫新技術(shù)新工藝名 稱：以色列用DNA鏈造出納米機器人編 制 人：郵 箱：電 話：編制時間：2014.11編制單位：遼寧省交通高等?？茖W(xué)校以色列用DNA鏈造出納米機器人科技日報訊 以色列巴伊蘭大學(xué)研究人員成功地用DNA鏈造出了一種納米機器人，它們能在活動物體內(nèi)按照編制的程序執(zhí)行邏輯操作，就像一種納米機器人計算機。物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道了這一研究成果。研究人員把這些“機器人”注射到蟑螂體內(nèi)，觀察它們是怎樣瞄準一個細胞來“工作”的。相關(guān)論文發(fā)表在最近出版的自然·納米技術(shù)上。生物系統(tǒng)是由一個個“分子零件”組成的集合體，這些分子零件四處活動，互相碰撞在一起。細胞通

2、過精確地控制這些碰撞，執(zhí)行著復(fù)雜的任務(wù)過程。但要開發(fā)出一種人工機器，能與細胞內(nèi)的機器對接并控制分子零件之間的相互作用，還非常困難。而DNA分子不僅和生物系統(tǒng)天然對接，還是執(zhí)行邏輯運算的天然“基帶”（substrate）。以往研究表明，由于DNA鏈具有和不同蛋白質(zhì)反應(yīng)的性質(zhì)，所以可用來編程模擬生物線路，甚至解決簡單的數(shù)學(xué)問題。研究小組證明了這種編程技術(shù)還可以擴展到活動物體內(nèi)，用來執(zhí)行特殊任務(wù)，比如用來摧毀癌細胞。研究人員先把盤卷在一起的DNA雙螺旋鏈放松解開，再按折疊紙盒的方式把它們連接在一起，然后在這種“DNA盒子”里裝入一種化學(xué)分子，作為一種中繼開關(guān)。下一步再制作其他結(jié)構(gòu)的“零件”，讓這些“

3、零件”既能跟“盒子”反應(yīng)，又能跟蟑螂體內(nèi)的某些特殊蛋白質(zhì)反應(yīng)?？偟哪繕耸亲龀龆喾N方案來，讓“盒子”在碰到特定蛋白質(zhì)時能自動打開。加入多種結(jié)構(gòu)的納米“零件”，可以讓“盒子”選擇性地打開。比如，讓“盒子”只有在遇到3種蛋白質(zhì)時才打開，其中一種是蟑螂體內(nèi)的天然蛋白質(zhì)，另外兩種由兩種不同的DNA折疊零件所攜帶。把多種形式的結(jié)合混在一起，結(jié)果“盒子”就能以邏輯運算的方式?jīng)Q定打開與否，如“與”“或”“非”（如果某種蛋白質(zhì)出現(xiàn)，則“盒子”不會打開）等，這就意味著它們在活動物體內(nèi)能按照邏輯計算來運作。在實驗中，研究人員給“DNA盒子”里裝了一種能與血淋巴分子結(jié)合的化學(xué)分子，這種血淋巴分子存在于蟑螂血中。所有納米機器人都充滿熒光標記，以此跟蹤觀察它們在蟑螂體內(nèi)的行動。據(jù)研究人員報告，實驗的運行正像預(yù)先設(shè)想的那樣：“DNA盒子”打開與否取決于注入蟑螂體內(nèi)的整體納米機器人“艦隊”的設(shè)計。他們演示了多種邏輯門，包括AND（與）、OR（或）、XOR（異或）、NAND（與非）、NOT（非）、CNOT（控制