科學家利用DNA摺疊出蒙娜麗莎

2020-09-05 科學書屋

美國科學家們用DNA摺紙術創造了達•芬奇著名畫作《 蒙娜麗莎》的世界最小複製版本。

　　

加州理工學院的研究人員通過DNA摺紙術可以自組裝成大型可完全自定義的陣列，從而創造出可顯示任何圖像的「畫布」。


DNA雖是以生物遺傳信息編碼而聞名的，但它同時也是一個優秀的化學構建模塊。單鏈DNA分子是名為核苷酸(縮寫為A, T, C and G)的較小分子排列成的一個字符串或序列。


這幅世界上最小的《蒙娜麗莎》卻是全球迄今最大的DNA摺紙結構。單鏈DNA分子中的核苷酸可以與另一條單鏈中的核苷酸結合形成雙鏈DNA，但這些核苷酸只能以非常特定的方式結合：一個帶有T的A核苷酸或一個帶有G的C核苷酸.這些嚴格的基本配對「規則」使設計DNA摺紙成為可能。


一個大型的DNA畫布由多個更小的方形摺紙拼成。分子可以選擇性地附著到主鏈上，以組成可通過原子力顯微鏡看到的凸起圖案。


研究人員開發出可拍攝類似於《 蒙娜麗莎》等圖像的軟體，將其劃分為小塊並確定組成這些方塊所需的DNA序列。然後他們使這些部分自行組裝成可重新構建蒙娜麗莎的上層建築。


加州理工學院助理教授表示，「為了使其他對微米級平面DNA納米結構應用的研究人員能夠隨時了解我們的技術，我們開發了一款在線軟體工具，可將用戶所需的圖像轉換成DNA鏈和實驗室協議。


這個協議可以直接被液體處理機器人讀取，自動混合DNA鏈，毫不費力地組裝DNA納米結構。」他們還使用在線軟體工具和自動液體處理技術，用DNA鏈設計和組裝了其他幾種模式，包括實物大小的細菌肖像和細菌大小的公雞肖像。

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