
现在,生活软件已编织成笑脸,雪花和星星。
加州理工学院的研究员Paul Rothemund称他的新技术为“ DNA折纸”,他可以使用DNA分子编织任何二维形状或图案。该技术有一天可以通过将蛋白质和无机成分连接到DNA电路板上来构建微小的化学工厂或分子电子产品。
该研究在3月16日的《杂志》上详细介绍自然。
选择分子
DNA是一种双链的绳状分子,几乎所有生物都用于编码蛋白质的遗传指令。它由四个重复的化学碱(A,T,G和C)制成,可以将其视为四个字母的字母。
DNA的双螺旋结构的模型及其基本对,以多种方式链接,以创建我们所知的各种蓝图。图像提供3DSCIENCE.COM。
基础是免费的,因此总是与T对成对,然后与C与C对。
DNA迅速成为纳米设计师和工程师的首选分子。由于其在分子生物学和生物技术中的关键作用,DNA的结构和化学特性已得到广泛研究,并且已经可以使用许多工具来处理它。它也可以相对快速,便宜地大量合成。
邮购折纸
Rothemund的所有作品都是由单个长的DNA链制成的。首先,将链来回折叠成一些所需的形状或图案。然后将整个结构与数百个短DNA“订书钉”一起在战略点固定在一起。
在与真实DNA合作之前,Rothemund使用计算机设计形状和图案,并确定主食的DNA代码片段。他说,设计计划是如此简单的高中生可以使用它。
Rothemund解释说:“您将长DNA链的顺序和想要的基本褶皱馈入计算机,并吐出短链的代码。” “您将电子邮件发送给[合成DNA]的公司,然后将带有主食的Fed-Ex包装发送给您。”
自组装笑脸
当在盐溶液中加热时,长的DNA链和钉书钉自动聚集在一起以形成所需的形状。
罗塞蒙德告诉生活学。 “所有这些都是在计算机中设计的,然后是手上的。”
每个DNA主食都有两个臂,形状像“ V”。每个臂都由独特的碱基序列组成,该序列与长DNA链上的免费序列结合。每个主食都与长DNA链的两个不同部分结合,使它们团结在一起。
例如,主食的左臂可能包含ATG和右一个CGA。与长DNA链接触时,左臂会发现并粘在包含TAC的部分。右臂将对序列GCT进行相同的操作。
在实际的实验中,每个主臂的长度约为13个;长DNA链的长度约为7,000个碱基。
纳米 - 阿特拉斯
去年,Rothemund创造了六个形状和图案。除了星星和笑脸外,他还拼出了“ DNA”,并绘制了DNA的双螺旋形状的粗略画面,类似于两个互动的丝带。他创建了一个微型地图的西半球地图,其中一个纳米代表约125英里。
纳米分子是十亿米。人头发大约有100,000纳米宽。 Rothemund的结构通常直径约为100纳米。
每个结构都需要大约一周的设计,并且需要一周的时间才能商业化;结构的实际建筑只需几个小时。 Rothemund说,实验中最困难的部分正在拍摄他的作品的高分辨率图像,每个过程大约花了两天时间。
Rothemund说,结构的大小有限制,但是可以将较小的结构钉在一起以形成一个大型结构。
到目前为止,仅制造了2D形状和结构,但Rothemund说制作3D对象不应该是问题。
就目前而言,Rothemund的作品只不过是艺术品,但他认为科学家将有一天能够通过连接纳米线,碳纳米管和黄金颗粒使用他的技术创建的DNA电路板。
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