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DNA納米結(jié)構(gòu)構(gòu)建人工膜通道
點(diǎn)擊次數(shù)：1457 發(fā)布時(shí)間：2012-12-24
近日，刊登在雜志Science上的一篇研究報(bào)告中，來自慕尼黑工業(yè)大學(xué)和密歇根大學(xué)的物理學(xué)家揭示了，可以通過一種DNA納米技術(shù)來構(gòu)建出人工膜通道，這種技術(shù)以DNA分子為程序可控的“建筑材料”來構(gòu)建一系列自我裝配、設(shè)計(jì)開發(fā)的納米級(jí)別的特殊結(jié)構(gòu)。這就為未來分子傳感器、抗菌制劑等的開發(fā)提供了思路。
在過去30年里，科學(xué)家已經(jīng)引入了先進(jìn)的DNA納米技術(shù)，來構(gòu)成工具箱以及開發(fā)納米級(jí)別的物品。如今，研究者表示DNA納米技術(shù)可以模仿任何一個(gè)自然界中廣泛存在的納米零件。
為了將細(xì)胞內(nèi)環(huán)境和外部環(huán)境隔開，有機(jī)體開發(fā)出了相同的屏障：一種由兩個(gè)脂質(zhì)分子層所形成的不通透的細(xì)胞膜。這項(xiàng)研究中，研究者所開發(fā)的人工膜通道*是由DNA構(gòu)成的，其具有一系列的應(yīng)用價(jià)值，如果想往細(xì)胞中注射某種東西，我們必須在細(xì)胞膜上打洞才能完成，然而這種設(shè)備可以直接完成這項(xiàng)任務(wù)。
這種基于DNA的膜通道包括沿著內(nèi)徑圍成的42根納米莖，部分可以被桶裝頭部進(jìn)行包裝。研究者Simmel說，目前我們還沒有在活細(xì)胞中進(jìn)行測(cè)試，但是對(duì)于脂質(zhì)囊泡的實(shí)驗(yàn)揭示了，我們的人工設(shè)備可以以正確的方向結(jié)合到雙層脂質(zhì)膜上，從而使得莖部可以滲入細(xì)胞膜中，而且可以在細(xì)胞表面形成小孔結(jié)構(gòu)。
研究者表示，這種小孔具有導(dǎo)電性，因此未來研究中，研究者會(huì)研究其是否可以作為電壓門來使用，而且可以通過調(diào)節(jié)人工合成膜通道的結(jié)構(gòu)來轉(zhuǎn)換跨膜電流。為了測(cè)試這種DNA納米設(shè)備的潛在應(yīng)用價(jià)值，研究者使用其進(jìn)行一系列不同的分子感應(yīng)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果證實(shí)，其可以指示電流的改變，而且可以記錄單一分子的通道變化。由于這種人工膜通道可以允許進(jìn)行幾何和化學(xué)性的裁剪，因此其可以基于生化和固體納米通道特性來為分子傳感器發(fā)揮巨大作用。
未來研究中，研究者希望通過這種新型設(shè)備來模仿細(xì)菌或者噬菌體引發(fā)感染的過程，以及通過破壞細(xì)胞壁來靶位細(xì)菌或噬菌體，達(dá)到殺滅它們的目的。