弹指间娱乐网2017-11-01 热度:

解密DNA机器人:巨大的一小步 生命也是一个程序

DNA机器人:巨大的一小步

作为纳米前沿科技快速发展的产物,加州理工大学“钱实验室”的DNA机器人步子又小又缓慢。它走一步需要5分钟,步长6纳米,差不多是人类一步的600万分之一。

它只有20纳米长,大约是一粒米的千分之一。它看起来像根线虫,身子细长,没有脸,蛇一般缠来缠去。它的活动场地是一块DNA合成物的平板,隐藏在试管里——因为太小了,需要被注射进去。

板子上分布着两种颜色的分子小球。这条“线虫”游来游去,捡起小球送到指定的位置。两种颜色分开摆放。

它是世界上首例可以同时完成行走、抓起、放下和分类工作的DNA机器人。今年9月,《科学》杂志发表了有关它的论文。

“这是DNA机器人的重要一步。”杜克大学工程学教授约翰·赖夫说。他自21世纪初就开始关注DNA合成研究的发展。

对更多人来说,这段跋涉还在肉眼无法看见的维度之中。

建筑是DNA与生俱来的能力

DNA机器人和出现在大众媒体上的机器人不太一样。后者的代表是由施瓦辛格扮演的硬汉“终结者”或拖着履带条的大眼睛瓦力。而据钱实验室的管理者、加州理工大学助理教授钱璐璐介绍,自己实验室的这个小家伙在不和其他同伴缠绕时,差不多就是“一条软软的弹力绳”。

和那些金属家伙不同,它的血肉由核苷酸构成。后者也是脱氧核糖核酸,即DNA的组成物。这也是它名字的由来。

20世纪80年代,一名叫纳德里安·西曼的纽约晶体学家逐渐意识到,大名鼎鼎的DNA不仅仅是生命秘密的所在,还可以是一种绝佳的建筑材料。

西曼那会儿留着大胡子,是个喜欢在讲座里开玩笑的年轻教授。他在实验室的工作进行得不太愉快——通过改变条件不断实验析出结晶,以期获得理想的分子成果,却总是不尽人意。

他突然开了脑洞:能不能让核酸自己组合出结果呢?

毕竟,这是大自然做了千万年的事情,建筑是DNA与生俱来的能力。

众所周知,DNA是两条缠绕在一起的双螺旋。具有互补序列的核苷酸,即A和T、C和G相遇,一定会配上对,伸出小触手紧紧握住对方,搭出螺旋向上的阶梯。

从这个角度来看,纳米生物学实验一下子变成了妈妈织毛衣。只要将序列互补的DNA丢在一起,它们自然会组合出成果。不需要粘合剂,不需要楔子和钉枪,化学承担了所有工作。线头互相缠绕,毛线延伸的方向千变万化,可以彼此正着缠、反着缠、夹花儿缠。