納米結構DNA鏈「繡」出「中國地圖」

2020-11-27 央視網

納米結構DNA鏈「繡」出「中國地圖」 


央視國際 www.cctv.com  2006年12月20日 12:40 來源:

  人民網上海12月19日電 記者王有佳報導:把一根長2.4微米(相當於頭髮絲直徑的1/40)的天然DNA單鏈當成「絲線」,最後「繡」出一幅「中國地圖」——這聽起來像是天方夜譚,不過,中國的研究人員日前將它變成了現實。這一成果標誌著我國已可以利用DNA分子構築高度複雜性的納米結構。

    據介紹,日前,上海交通大學BIO-X中心DNA計算機交叉團隊和中國科學院上海應用物理研究所的研究者,合作構造出DNA納米結構的「仿中國地圖」,相關研究成果近期已發表在《科學通報》英文版上,中文版也將於本月底發表。

    摺紙容易,折DNA難,把DNA折成擁有彎彎曲曲邊境線的中國版圖形狀,更是難上加難。據介紹,科學家將長的DNA單鏈當成一根「絲線」,通過水平方向的反覆摺疊,填成中國地圖的形狀;而短的DNA單鏈就相當於很多「釘子」,在適當的位置上對摺疊好的地圖進行固定。

    由於事先進行了電腦程式設定,當這些長長短短的DNA鏈被放到同一杯溶液中,一瞬間它們就「左手握右手」似地自動配起對來。然後,通過原子力顯微鏡成像,納米級的「中國地圖」就在溶液中誕生了。這幅直徑只有150納米(相當於頭髮絲直徑的1/500)的超級小圖,可算得最小的「中國地圖」了。

    專家介紹說,通過對DNA分子可控排布的操作,將有望突破目前集成電路發展中的線寬瓶頸,為納米圖形化加工生產帶來一場革命性的變化。

責編:青翔

相關焦點

  • 我科學家用DNA鏈繡出直徑150納米中國地圖
    本報北京1月3日訊 (記者 劉英楠) 用一根2.4微米長——相當於頭髮絲直徑的1/40——的天然DNA單鏈當「線」,「繡」出一幅直徑150納米、解析度6納米的「中國地圖」,2006年最後一期《科學通報》刊登的這一成果,標誌著我國已掌握用DNA分子構築高度複雜性納米結構的技術。
  • 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。
  • 科學家建立一種新型的元DNA結構,開闢光電子以及合成生物學
    這項研究今天發表在自然化學--的確,元DNA自組裝的概念可能會徹底改變結構DNA納米技術的微觀世界。眾所周知,沃森-克裡克鹼基配對的可預見性以及dna的結構特徵,使得dna可以作為一種通用的構件,來設計複雜的納米結構和設備。
  • 開發出單鏈DNA/RNA摺紙術
    如今,在一項新的研究中,來自美國亞利桑那州立大學和哈佛大學的研究人員在DNA納米技術上取得一項重大的新進展。他們開發出的一種被稱作單鏈摺紙術(single-stranded origami, ssOrigami)的新策略使用長而細的麵條狀的單鏈DNA或RNA,它們能夠自我摺疊成迄今為止最大最複雜的而且沒有拓撲結的結構。
  • 化工學院仰大勇團隊:通過DNA動態組裝在細胞內構建類細胞器結構
    本站訊 近期,天津大學化工學院仰大勇教授課題組在化學領域權威期刊Angewandte Chemie(德國應用化學)上發表通過DNA動態組裝在細胞內構建類細胞器結構並調控細胞行為的研究。天津大學化工學院郭小翠博士和李鳳副教授為共同第一作者。相關成果已申請中國發明專利。研究得到國家自然科學基金等的資助支持。
  • 科學家發明DNA納米技術液態晶片
    最近,中科院上海應用物理研究所物理生物學實驗室和上海交通大學Bio-X研究院的研究人員合作,發展了一種基於DNA納米技術的液態DNA晶片,可以在溶液中的納米級「中國地圖」表面實現DNA雜交反應,並實現可尋址的高靈敏基因檢測。相關論文已發表於材料領域著名雜誌《先進材料》 (Advanced Materials, 2010, 22, 2672-2675)。
  • 用DNA構建出的機器或可製造納米傳感器
    在一項新的研究中,來自中國上海交通大學、美國艾默理大學和普渡大學的研究人員利用DNA構建出簡單的機器,這種機器是由DNA陣列組成,這些DNA陣列由可逆地在兩種不同的形狀之間進行切換的模塊化DNA結構單元組裝而成。他們說,這些DNA機器可能被用來製造納米傳感器或放大器。潛在地,它們可能經組合後形成邏輯門,即分子計算機的零件。
  • 樊春海談DNA納米基因晶片:體現了現代科技的交叉性
    樊春海談DNA納米基因晶片:體現了現代科技的交叉性
  • 研究人員利用DNA結構屬性打造納米尺度模型—新聞—科學網
    2016年,美國加州理工學院生物工程師Ashwin Gopinath重建了這幅作品。不過,他用DNA而非油墨繪製了畫作的副本。 Gopinath的創作繪製在矽片上,展現了材料科學曾經很不起眼的分支——DNA納米技術正在崛起。該領域出現於上世紀90年代。當時,科學家開始設計納米尺度機器。
  • 電子顯微鏡成像,揭示了DNA摺紙納米結構的細節!
    艾姆斯實驗室的科學家,現在能夠看到DNA摺紙納米結構的更多細節,這將促使對未來應用的組裝有更好的理解和控制。DNA摺紙是將單鏈環狀DNA分子的長「支架」鏈摺疊在一起,使用短的「短」鏈在納米尺度上創建各種二維或三維形狀。由於互補鹼基對之間相互作用的特異性,DNA被廣泛用作這些結構的構建塊。
  • DNA的外表,納米技術的心——DNA摺疊技術
    最近,亞利桑那州立大學(Arizona State)和哈佛大學(Harvard)的科學家團隊在DNA納米技術領域有了一項突破性進展。科學家利用「單鏈摺紙」的新策略,即用一種細長的麵條狀的DNA或RNA,自發摺疊出最大最複雜的結構,而且沒有一個結。
  • Science:利用DNA納米結構開發出人工膜通道
    來自慕尼黑工業大學和密西根大學的物理學家揭示了,可以通過一種DNA納米技術來構建出人工膜通道,這種技術以DNA分子為程序可控的「建築材料」來構建一系列自我裝配、設計開發的納米級別的特殊結構。,這種技術以DNA分子為程序可控的「建築材料」來構建一系列自我裝配、設計開發的納米級別的特殊結構。
  • 利用DNA自組裝結構引導無機非金屬納米材料可控制備方面獲進展
    二氧化矽是一種自然界常見的無機非金屬材料,在生物礦化以及納米材料構築領域有著廣泛的應用。如何製備具有特定尺寸且形貌可控的二氧化矽納米結構,是納米科學領域的難點問題之一。DNA自組裝結構具有強大的可編程性和精確的定位修飾特點,是構築二氧化矽納米結構的有力工具。
  • 利用DNA自組裝結構引導無機非金屬納米材料可控制備研究獲進展
    二氧化矽是一種自然界常見的無機非金屬材料,在生物礦化以及納米材料構築領域有著廣泛的應用。如何製備具有特定尺寸且形貌可控的二氧化矽納米結構,是納米科學領域的難點問題之一。DNA自組裝結構具有強大的可編程性和精確的定位修飾特點,是構築二氧化矽納米結構的有力工具。
  • 中美創建微米級元DNA結構 有助設計更複雜電路和納米器件
    中美創建微米級元DNA結構有助設計更複雜電路和納米器件科技日報北京9月8日電 (記者劉霞)據美國《每日科學》網站7日報導,上海交通大學樊春海院士及美國亞利桑那州立大學顏顥教授等在最新一期《自然·化學》雜誌上發表論文稱,他們創建出一種新型元DNA結構,這些元DNA結構可自我組裝成形狀各異的微米級結構
  • 中美創建微米級元DNA結構 有助設計更複雜電路和納米器件
    研究人員解釋,DNA結構的獨特特徵使其可用作複雜納米結構和設備的通用組件。藉助DNA摺疊技術,長的單鏈DNA(ssDNA)可在數百條短DNA鏈的幫助下被折成指定形狀。但迄今科學家一直很難組裝出更大(微米至毫米級)的DNA結構,這限制了DNA摺疊技術的廣泛使用。 為解決這一問題,研究團隊開發出了一種通用的「元DNA」(M-DNA)策略,研製出了一種新型元DNA結構。
  • Advanced Materials :基於DNA納米技術的三維DNA納米結構探針
    在國家自然科學基金委、科技部和上海市科委的支持下,中科院上海應用物理所物理生物學實驗室和美國亞利桑那州立大學的研究人員近日合作發展了一種基於DNA納米技術的三維DNA納米結構探針,並在此基礎上構建了一類新型的生物傳感平臺,實現了對基因和蛋白質高性能檢測。
  • :看DNA摺紙「72般變化」
    作者還展示了在meta-DNA上的一個層級鏈置換反應,將DNA的動態特徵轉移到meta-DNA中。這種元DNA自組裝概念可能改變結構DNA的微觀世界納米技術。DNA結構(包括一個長鏈的DNA結構和一個短鏈的DNA結構)。
  • 莫氏家族傳承「絨線繡」 繡出小康新生活
    在一塊莫家專用的麻布上,姐妹們手中的繡針,上下穿行,一幅精美的絨繡藝術作品就繡出來了。姐妹們嫻熟的絨繡技藝,都是跟著臨沭縣玉山鎮李莊村婦女莫宗榮學來的。莫宗榮今年46歲,看起來精明幹練,幹起活來乾淨麻利。她是莫氏絨繡第五代傳承人。
  • 科學家發現四鏈螺旋結構DNA
    【英國《新科學家》周刊1月20日報導】題:人類細胞中發現DNA四鏈螺旋結構  在詹姆斯?沃森和弗朗西斯?克裡克確立了DNA為雙螺旋結構這一理論60年之後,一種四鏈螺旋結構DNA出現了。  由4條而非兩條DNA鏈盤繞形成的四鏈螺旋結構此前就已在實驗室中獲得,但由於沒有證據表明該結構在大自然中存在,因此其被認為是偶然現象。