DNA纳米技术走向何方? 学术资讯

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DNA纳米技术概念提出已有40年。第一个设计的自组装衍射级晶体在2009年被报道。最初的目标是使用设计的自组装DNA晶体自动组织生物大分子，作为高分辨率晶体的客体。然而，这个目标有点像16─20 世纪寻找西北航道的尝试：虽然没有成功，但却有很多有趣的副产品。

21世纪早期的关键发展是Paul Rothemund发明的DNA折纸(DNA origami)。DNA折纸通常是将一个长环状的病毒单链支架与一组200─250个碱基的短链结合起来，将其折叠成二维(2D)或三维(3D)形状。这种方法在多个方面革新了DNA纳米技术。

DNA纳米技术的一个有价值的伴随物是基于DNA的计算。1994年，莱昂纳德 • 阿德尔（Leonard Adelman）曼通过实验首次证明了这一点，当时他用DNA链解决了一个汉密尔顿路径问题。这一发展最重要的结果是，整个计算机科学家和数学家团体突然意识到DNA纳米技术，他们已经成为它的主要贡献者。

全世界有近500个实验室从事DNA纳米技术，这些研究人员中很少有人在研究晶体支架问题，但是很多人在研究DNA纳米技术的广泛应用。

DNA纳米技术这个领域将走向何方? ……虽然充满未知，但有一些事情是显而易见的。首先，“DNA” 一词必须理解为包括RNA、TNA和所有其他为携带信息的核酸类分子而存在的经过修饰的主干和碱基。此外，核酸的美妙之处在于，它们为修饰分子提供了一个很好的起点，但也有很多其他的变体可以很容易地想象出来。新的3D材料是一个有趣的路线，许多实验室正在朝这个方向努力。

来源：ACS美国化学会

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