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法研究人员研制DNA“机器人”用于探索细胞机制

  新华社北京8月3日电(记者乔本孝)法国卫生和医学研究所近日发布公报说,该国研究人员利用“DNA折纸术”构建出纳米级的DNA“机器人”,可用于探索细胞对微观尺度机械刺激的感受机制。

  据公报介绍,人体细胞可以通过特定受体感受微观尺度机械力的作用,并将其转化为生物信号,而这类生物信号在涉及人体正常生命活动及疾病发展等的细胞机制中发挥着关键作用。迄今,已出现一些可控制微观机械力的技术,它们可以帮助科学家研究与细胞机械敏感性有关的分子机制,但这些技术成本高昂,使用时存在诸多局限。

  法国卫生和医学研究所等机构开展的新研究为探索相关分子机制提供了新工具。研究人员利用“DNA折纸术”设计出一个纳米级“机器人”。它由3个DNA“折纸”结构组成,能够向细胞表面对机械刺激敏感的受体施加高精确度外力,其作用力精确度可达到1皮牛顿(即万亿分之一牛顿)。

  “DNA折纸术”是利用DNA分子碱基配对等特性,将天然DNA长链特定区域进行折叠,并用短链加以固定,构建出所需要的纳米结构。该技术可用于新型纳米材料和分子器件的研发,近年来已成为热点研究领域。

  新研究的相关论文已发表在英国《自然·通讯》杂志上。公报说,这种DNA“机器人”有助于科学家更深入理解细胞机械敏感性相关分子机制,并发现新的对机械刺激敏感的细胞受体;还可以更精确地研究在施加外力时,一些生理和病理过程的关键信号通路在细胞水平上何时被激活。

  论文通讯作者加埃唐·贝洛表示,这种DNA“机器人”的生物相容性被看作是在体内环境应用的优势,但它对可降解DNA的酶敏感,也可能成为一种应用局限。该团队下一步将研究如何优化机器人表面,以降低它对酶的敏感性。