上海科學家用DNA單鏈「折」出仿中國地圖

　　最新英文版《科學通報》發表上海科學家研究成果

　　有助於打通集成電路產業最小加工尺度所遇瓶頸

　　本報訊(記者 董純蕾)這大概是有史以來最「迷你」的一張仿中國地圖！雖然其「繪圖」技術尚無法分割大陸和島嶼，但地圖的長、寬、厚度分別為150、120和2納米，解析度高達6納米——需用原子力顯微鏡才能看個真切。最不可思議的是，「繪圖」工具不是任何畫筆，而是長、短兩種DNA單鏈。

　　觸發納米加工革命

　　最新一期英文版《科學通報》刊載了這幅奇妙的地圖和相關研究成果，由上海交通大學Bio——X中心DNA計算機交叉團隊和中科院上海應用物理研究所等合作完成，中文版論文也將於本月底發表。

在此之前，科學家們曾用DNA摺疊出數種圖形，但都不曾達到如此複雜的程度，更不曾嘗試過這種非對稱的二維形狀。中科院院士、上海交大Bio——X中心主任賀林告訴記者，該項成果有助於解決集成電路產業目前在最小加工尺度上遇到的瓶頸，觸發納米加工的新革謾穡「未來，我們預期用DNA分子『繪製』各種形狀的電子元器件，再通過引導金屬顆粒在DNA分子表面的聚集，使目前電子線路間近乎65納米的最小間距縮小到6納米左右。」這意味著，未來的電子產品很有可能顯示出「小身材，大智慧」。

　　材料科學的「潛力股」

　　DNA分子不僅是生命科學的大紅人，而且是材料科學的潛力股——科學家將其視作塑造納米材料的理想素材。1989年，美國紐約大學的希曼(Seeman)教授，首次提出了利用DNA鏈的粘性末端將DNA由小單元拼接成大圖形的方法。這種「1.0版」的DNA自組裝結構，能「繪製」十字網格等簡單圖形，但面對稍複雜些的圖形就束手無策了。今年3月，美國加州理工學院的羅瑟蒙德發明了DNA「摺紙術」：將長鏈反覆摺疊，用短鏈加以固定，由此「繪」出方形、矩形、五角星、笑臉等一系列對稱的DNA圖形。

　　圖形與設計相吻合

　　新近「出版」的DNA仿中國地圖，可謂DNA自組裝結構的「2.1版」。在這張複雜的地圖上，DNA分子如何能將綿延曲折的國界線刻畫得細緻入微？先把一根由約7000個核苷酸組成的DNA長鏈當成一根長繩，通過水平方向的反覆摺疊填滿畫面，「一筆到底」形成中國地圖的「腳手架」；再將多根由約32個核苷酸組成的DNA短鏈用作「訂書釘」，利用鹼基互補的原理粘合、固定所有的摺疊和連接部位。經過科研人員的精準設計，DNA分子聽話地「繪」出了仿中國地圖，原子力顯微鏡下的圖形與設計圖形幾乎完全一致。

　　加工超精電子器件

　　據論文第一作者、上海交大Bio——X中心博士研究生錢璐璐介紹，DNA仿中國地圖繪製，證實了DNA「摺紙術」可構造幾乎任意的二維納米級圖形。現階段，上海交大Bio——X中心DNA計算機交叉團隊正與其他科研院所合作，通過控制DNA分子的排兵布陣來加工更精細的電子器件。

　　

　　用DNA單鏈「繪製」的仿中國地圖(受技術手段限制，該地圖並非100%符合實際版圖，比如，尚無法「繪」出臺灣島、海南島等島嶼與大陸的分離，也無法「繪」出南海諸島

　　

(責任編輯：Ann)