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MIT麻省理工开发出纳米级DNA基因3D打印技术

发布时间:2016-05-30 作者:佚名  来源:3D科学谷
关键字:3D打印 
您所需要做的只是提供带封闭曲面的3D形状。

    如果你想要3D打印几英寸高的东西,可挤出的塑料是比较好的介质。但是当您需要在纳米尺度下的某个对象的话,DNA就是一个更好的选择——但是,谁有这个功夫一个碱基一个碱基地去设计和组装它们?这些难不住万能的科学家。来自麻省理工学院(MIT)的一项新研究使得人们也可以用DNA设计、组成需要的形状——其中的奥秘在于通过一个巧妙地算法来确定DNA中A、T、G和C碱基对的位置。

  与人们通常的印象不同的是,DNA的结构其实并不一定非得是双螺旋的:通过改变碱基的排列顺序或代之以其他分子,科学家们可以使DNA链扭向指定的方向,或者围绕着某个方向缠绕——如果经过周密的设计,人们甚至可以让一个DNA单链进行足够的弯曲和缠绕,从而形成一个有用的几何结构。

几何结构

几何结构

  研究人员们称,这些结构可以用于输送药物、制造像CRISPR Cas9基因编辑元素这样的封装工具,甚至可以存储信息。

  但是,其中最大的问题在于如何设计,比如,仅仅让DNA链组成一个十二面体就是一个极其复杂的任务,几乎没有人有经验能够手工组装如此复杂的分子,这些分子往往由数以千计的碱基对组成。

  而这正是来自麻省理工学院、亚利桑那州立大学(Arizona State University)和Baylor大学的科学家们所要解决的。他们的这项成果已经被发表在了5月25日的《科学(Science)》杂志上。

  来自MIT的Mark Bathe在一份新闻稿中说:“这份论文将问题从一位专家自己设计合成对象所需要的DNA,转变成了该对象本身就成了起点,然后根据该算法自动定义所需要的DNA序列。”

  这番话说得十分拗口,但是实际上,您所需要做的只是提供带封闭曲面的3D形状(比如多面体、圆环等),然后将其输入计算机,并规定好规格范围,您的工作就完成了。

  在此之后,由研究人员们创建的这个算法将确定所需要的碱基的具体顺序,这就提供了一个“脚手架”,然后一个DNA单链将围绕着它进行弯曲和缠绕,形成所需的形状。这个算法甚至有一个很酷的名字——DAEDALUS(用户定义结构的DNA折纸序列设计算法)。

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