科学家开发出能整理回收分子的DNA“机器人”

cooldaddy

想象一下有个机器人在家里走来走去，整理各种物品……虽然这种机器人还只存在于科幻小说里，但美国科学家已开发出一种全自动的ＤＮＡ（脱氧核糖核酸）“机器人”，能在纳米尺度上执行类似任务。

这项成果由加州理工学院助理教授钱璐璐的实验室完成，１４日发表在美国《科学》杂志上。“这是ＤＮＡ机器人迈出的一小步，却是人类迈出的一大步，”《科学》杂志在简介中说。

研究人员解释说，最新开发的“机器人”由一个单链ＤＮＡ做成，它能自动地在一个纳米尺度的二维表面“走来走去”，将某些分子“捡起来”，然后放到指定位置。

“就好像电子机械机器人被送到火星等太遥远而人类不能及的地方，我们希望有一天可将ＤＮＡ机器人送到血液等太微小而人类不能及的地方，”钱璐璐说。

研究人员首先组装出ＤＮＡ“机器人”的三个基本模块：一条“腿”和两只“脚”用来行走，一条“胳膊”和一只“手”用来拿“货物”分子，以及一个在抵达指定地点后示意放下“货物”的“信号”。

每个模块仅由单链ＤＮＡ中的几个碱基组成。原理上，这些模块可通过不同的方式组装出能执行不同任务的“机器人”。例如，一个多手臂“机器人”可同时运输多个分子货物。

研究人员还设计出一个长宽各５８纳米的测试场地，这也是一个由ＤＮＡ构成的平面结构，测试场上有上百个由单链ＤＮＡ做成的“桩子”。行走时，“机器人”一只脚“踩”桩，另一只脚自由活动。路上遇到拴在“桩子”上的“货物”分子，就会用“手”抓住带走，直到抵达目的地才放下。

这些“小家伙”迈出一步需要５分钟，一步能移动６纳米。“这个过程虽然很慢，但是一个消耗很少能量的简单机器人就能完成这个看似复杂的任务，”钱璐璐说。

在测试中，“机器人”成功将６个散布在不同位置的分子在２４小时内分别运输到两个指定位置。

钱璐璐表示，这种技术将来有望用来在人造分子工厂中组装化学药物、把药物运输到血液中或者细胞中的指定地点，甚至也许能将无用的垃圾分子成分分类回收。