科技日报北京12月27日电 (记者张梦然)据最新一期《科学进展》杂志报道,美国杜克大学和亚利桑那州立大学研究人员新开发的开源软件程序可让用户绘制圆形的图纸或数字模型,并将它们转化为由DNA构成的3D结构,每个3D结构就是一个微小的空心体,其直径不超过百万分之五厘米,一根针头上可容纳超过50000个这样的微结构。
研究人员表示,这些不仅仅是纳米雕塑。该软件可让研究人员制造微型容器来运送药物,或制造用于铸造具有特定形状的金属纳米颗粒的模具,用于太阳能电池、医学成像等。
对大多数人来说,DNA是生命的蓝图,所有生物的遗传指令。但对于新研究来说,DNA不仅仅是遗传信息的载体,它还是源代码和构建材料。
DNA的遗传密码中有四个“字母”或碱基,它们在细胞中以可预测的方式配对,形成DNA阶梯的梯级。研究人员采用了DNA的这些严格的碱基配对特性——A与T,C与G,通过设计具有特定序列的DNA链,他们可对这些链进行“编程”,将它们拼凑成不同的形状。
该方法包括在数百条短DNA链的帮助下折叠一条或几条数千个碱基长的单链DNA,这些短DNA链与长链上的互补序列结合并将它们“固定”到位。
研究人员开发了软件DNAxiS,其工作原理是将一条长长的DNA双螺旋盘绕成同心环,这些同心环相互堆叠以形成物体的轮廓,就像使用黏土圈来制作锅一样。为了使结构更坚固,该团队还可以用额外的层来加固它们以提高稳定性。
研究团队展示了他们可制作的各种形状:圆锥形、葫芦形、三叶草形。DNAxiS是第一个允许用户自动设计此类形状的软件工具,它使用算法来确定放置短DNA“订书钉”的位置,以将较长的DNA环连接在一起并将形状固定到位。
例如,给定一个蘑菇形状的模型,计算机会吐出一系列DNA链,这些链会自组装成正确的结构。一旦在试管中合成并混合了链,其余部分就会自行处理:通过加热和冷却DNA混合物,在短短12小时内就能神奇地折叠成DNA纳米结构。
研究人员表示,他们的DNA设计软件在新型三维结构的自动化设计方面向前迈出了一大步。
总编辑圈点
DNA,我们最为熟悉的生物大分子,不仅携带了大量生物学信息,如今,还可以作为纳米结构和纳米器件的重要组成构件——这也是近些年来围绕DNA研究形成的新热点。DNA成为一种自组装的材料,能像纸张一样被折叠,建造出所需的3D纳米结构。本文介绍了一种新开发的开源软件程序,用户可以自行设计各种形状,比如蘑菇形、葫芦形。软件此刻化身“神笔马良”,将设计图变成施工图,帮助进行DNA的建构。这样一来,用DNA创建3D纳米结构的门槛也可以大为降低。 【编辑:田博群】
台湾义务兵服役延长至一年 年轻人批“浪费时间”
为何中餐在巴西长盛不衰?
“千疮百孔、体无完肤”,中国足球到底怎么了?
有聊|苏青:在有限的空间里,做最大的努力
国务院联防联控机制:实施“乙类乙管”,绝不是放开不管
网购退烧药半个月不发货,是啥套路?怎么办?
在台海变局中塑造有利于统一的时与势
冬季风暴已致美国至少57人身亡 纽约州灾情最重
李明博被送他入狱的尹锡悦特赦,“青瓦台魔咒”有解吗?
年终回首:2022剧集,以“新语态”呈现新魅力
香港|经济凛冬已过,曙光渐现
韩国报告首例“食脑变形虫”感染病例,感染者已身亡
【寻味中华】撒拉宴席:“农牧结合”的独家风味
冬季风暴持续肆虐 在美国全国已造成至少57人死亡
有序恢复出境旅游,中外人员往来新措施来了!
2023年研考结束 全国大规模异地借考如何实现?
元旦、春节假期将至 确保菜篮子供应充足价格平稳
专家建议:建立低温津贴专项制度彰显法律“温度”
版权声明
本文仅代表作者观点,不代表本站立场。
本文系作者授权发表,未经许可,不得转载。
本文地址:http://www.shanxidayuan.com/zcjh/guojijishixinwen/37386.html