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“MagicDNA”設計“DNA機器人”和納米設備僅需幾分鐘？

2021-04-21 08:23:53 來源：科技日報

只用短短數(shù)分鐘而不是數(shù)天時間就能完成“DNA機器人”設計，現(xiàn)在科學家在這一領域邁出了巨大一步。據(jù)發(fā)表在近期英國《自然·材料》雜志上的研究，科學家開發(fā)了一種全新設計工具，可以在非常短的時間內(nèi)就設計出比以往任何時候都復雜得多的“DNA機器人”和納米設備。在這一研究成果基礎上，未來“DNA機器人”將能在人類體內(nèi)輸送藥物、檢測致命病原體的存在，并且還有可能為其他越來越小的電子產(chǎn)品提供設計思路。

美國俄亥俄州立大學團隊近日發(fā)布了這款被稱之為“MagicDNA”的新軟件，該軟件可以幫助研究人員升級設計方法，提取超微小的DNA鏈，將其結合成復雜的結構，并具有諸如轉子和鉸鏈之類的部件，這些部件可以移動并完成多種任務，包括人體內(nèi)藥物輸送等等。

俄亥俄州立大學機械和航空航天工程專家卡洛斯·卡斯特羅表示，多年以來，科學家一直在用效率較低的工具和繁瑣的手工步驟來完成工作，不過現(xiàn)在，原本需要花幾天時間才能設計出的納米設備，只需要幾分鐘。

研究團隊成員亦表示，此前，科學家們可以用大約六個單獨的部件制造納米設備，再用接頭和鉸鏈連接起來嘗試讓它們執(zhí)行復雜運動。現(xiàn)在憑借全新軟件，輕易就制造出20個擁有以上組件的機器人或設備，且還更容易控制。他們認為，這是在設計納米器件能力上前進的一大步。

這一工具還有兩項巨大優(yōu)點：其一是它允許科學家們在真正三維中完成整個設計，而早期的設計工具只允許在二維中進行創(chuàng)作，再將創(chuàng)作映射到三維中，這也導致此前設計師們無法實現(xiàn)納米設備的復雜化。

其二是它允許設計師“自下而上”或“自上而下”構建DNA結構；也允許模擬設計的DNA設備在現(xiàn)實世界中的移動和運行。卡斯特羅表示，一般來說隨著這些結構變得更加復雜，就很難準確預測它們的樣子和行為，而實際上能夠模擬設備如何實際運行是至關重要的，否則會浪費很多時間。

研究人員對這項技術充滿信心，他們認為在未來5年到10年內(nèi)，將開始看到DNA納米器件的商業(yè)應用。

標簽： MagicDNA DNA機器人納米