美科學家發現:RNA可以形成構建納米技術裝置

2021-01-09 中國科學院

    美國普度大學的一個研究小組最近報告說，可以利用細胞核內傳遞信息的物質——核糖核酸(RNA)形成的模塊來構建納米技術裝置。

    通過使RNA分子自組裝為類似於螺旋、三角、杆和發卡等三維形狀，研究小組找到了製造複雜微觀機器所必需的框架的構建方法。利用這種RNA模塊，研究人員已經可以構建直徑數微米的陣列。雖然結構還很小，但是這一成果激動人心，因為在如此小的尺度上操控納米顆粒正是納米技術的主要目標之一。這一成果發表在8月份的《納米通訊》雜誌上。

    「我們的工作表明，不同形狀和尺寸的RNA模塊形成三維陣列的過程可以人為控制。」論文主要作者、普度大學分子病毒學教授Peixuan Guo接受美國媒體採訪時說，「通過進一步研究，RNA可以形成製造未來納米機器的『超級結構』。」

    納米尺寸的結構問題一直吸引著科學家。因為自然界為生命體完美地創造了納米尺寸的結構，所以科學家轉向生物學尋求靈感和構建納米結構的工具。

    生物體主要由三種「模塊」構建而成：蛋白質、DNA和RNA。這其中人們對RNA了解最少。但是，科學家指出，其實RNA具有獨特的優勢。「對於納米技術學家而言，RNA能夠形成多樣的結構，同時又易於操控和組織。」 Guo說。

    通過RNA組成的各種形狀，可以進一步形成圓環、三角等更大更複雜的結構，例如可以將杆組合成束。理論上這些結構就可以構建納米級的框架，放置納米電晶體、導線或傳感器。

    「生物學構建了完美的納米級結構，我們希望能從中借鑑一些技術。」 Guo說，「但是對於這麼小的模塊，我們缺少撥動它們的工具。因此需要設計可以自行組裝的材料。」據介紹，因為RNA結構可以自組裝，所以在工業和醫學上用途很廣。但是現在距離隨心所欲製造這些模塊還有很長的路要走。目前面臨的一個主要問題是，時間一長RNA將發生生物降解。研究人員正致力於增加RNA的降解抗性，以獲得長效的模塊。

    雖然這種RNA模塊現在只是一些三維陣列，遠不能投入實際應用。但因為使用了生物分子，就在生命體和非生命體之間搭建了橋梁。研究人員表示，一旦納米器件能夠由有機材料和無機材料共同製造，那麼它將具備更加多元化的應用，使用也將更加方便。(記者張慶華)

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