MIT科學(xué)家開發(fā)出可用DNA進行3D打印的技術(shù)

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責(zé)任編輯：駱駝祥子時間：2016-06-02 15:18

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[導(dǎo)讀]如果你想要3D打印幾英寸高的東西，可擠出的塑料是比較好的介質(zhì)。但是當您需要在納米尺度下的某個對象的話，DNA就是一個更好的選擇——但是，誰有這個功夫一個堿基一個堿基地去設(shè)

如果你想要3D打印幾英寸高的東西，可擠出的塑料是比較好的介質(zhì)。但是當您需要在納米尺度下的某個對象的話，DNA就是一個更好的選擇——但是，誰有這個功夫一個堿基一個堿基地去設(shè)計和組裝它們?這些難不住萬能的科學(xué)家。來自麻省理工學(xué)院(MIT)的一項新研究使得人們也可以用DNA設(shè)計、組成需要的形狀——其中的奧秘在于通過一個巧妙地算法來確定DNA中A、T、G和C堿基對的位置。

　　據(jù)了解，與人們通常的印象不同的是，DNA的結(jié)構(gòu)其實并不一定非得是雙螺旋的：通過改變堿基的排列順序或代之以其他分子，科學(xué)家們可以使DNA鏈扭向指定的方向，或者圍繞著某個方向纏繞——如果經(jīng)過周密的設(shè)計，人們甚至可以讓一個DNA單鏈進行足夠的彎曲和纏繞，從而形成一個有用的幾何結(jié)構(gòu)。

　　研究人員們稱，這些結(jié)構(gòu)可以用于輸送藥物、制造像CRISPR Cas9基因編輯元素這樣的封裝工具，甚至可以存儲信息。

　　但是，其中最大的問題在于如何設(shè)計，比如，僅僅讓DNA鏈組成一個十二面體就是一個極其復(fù)雜的任務(wù)，幾乎沒有人有經(jīng)驗?zāi)軌蚴止そM裝如此復(fù)雜的分子，這些分子往往由數(shù)以千計的堿基對組成。

　　而這正是來自麻省理工學(xué)院、亞利桑那州立大學(xué)(Arizona State University)和Baylor大學(xué)的科學(xué)家們所要解決的。他們的這項成果已經(jīng)被發(fā)表在了5月25日的《科學(xué)(Science)》雜志上。

　　來自MIT的Mark Bathe在一份新聞稿中說：“這份論文將問題從一位專家自己設(shè)計合成對象所需要的DNA，轉(zhuǎn)變成了該對象本身就成了起點，然后根據(jù)該算法自動定義所需要的DNA序列。”

　　這番話說得十分拗口，但是實際上，您所需要做的只是提供帶封閉曲面的3D形狀(比如多面體、圓環(huán)等)，然后將其輸入計算機，并規(guī)定好規(guī)格范圍，您的工作就完成了。

　　在此之后，由研究人員們創(chuàng)建的這個算法將確定所需要的堿基的具體順序，這就提供了一個“腳手架”，然后一個DNA單鏈將圍繞著它進行彎曲和纏繞，形成所需的形狀。這個算法甚至有一個很酷的名字——DAEDALUS(用戶定義結(jié)構(gòu)的DNA折紙序列設(shè)計算法)

　　下面就是科學(xué)家使用這種方法制造的各種迷人的DNA形狀(這些照片是用3D單粒子低溫電子顯微鏡拍攝的)：

　　這種方法在醫(yī)學(xué)和基因編輯方面的用途是顯而易見，但是研究人員們認為該技術(shù)的用途將大大超越上述領(lǐng)域。

　　比如，DNA存儲就一下子變成了現(xiàn)實，人們可以使用這種算法創(chuàng)建出一種非常獨特的結(jié)果并將其用于二進制數(shù)據(jù)的編碼——也就是一個DNA納米級ROM磁盤，酷不酷?

來源：天工社

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