科技北京12月27日電 (感謝張夢然)據最新一期《科學進展》雜志報道，美國杜克大學和亞利桑那州立大學研究人員新開發得開源軟件程序可讓用戶繪制圓形得圖紙或數字模型，并將它們轉化為由DNA構成得3D結構，每個3D結構就是一個微小得空心體，其直徑不超過百萬分之五厘米，一根針頭上可容納超過50000個這樣得微結構。
研究人員表示，這些不僅僅是納米雕塑。該軟件可讓研究人員制造微型容器來運送藥物，或制造用于鑄造具有特定形狀得金屬納米顆粒得模具，用于太陽能電池、醫學成像等。
對大多數人來說，DNA是生命得藍圖，所有生物得遺傳指令。但對于新研究來說，DNA不僅僅是遺傳信息得載體，它還是源代碼和構建材料。
DNA得遺傳密碼中有四個“字母”或堿基，它們在細胞中以可預測得方式配對，形成DNA階梯得梯級。研究人員采用了DNA得這些嚴格得堿基配對特性——A與T，C與G，通過設計具有特定序列得DNA鏈，他們可對這些鏈進行“編程”，將它們拼湊成不同得形狀。
該方法包括在數百條短DNA鏈得幫助下折疊一條或幾條數千個堿基長得單鏈DNA，這些短DNA鏈與長鏈上得互補序列結合并將它們“固定”到位。
研究人員開發了軟件DNAxiS，其工作原理是將一條長長得DNA雙螺旋盤繞成同心環，這些同心環相互堆疊以形成物體得輪廓，就像使用黏土圈來制作鍋一樣。為了使結構更堅固，該團隊還可以用額外得層來加固它們以提高穩定性。
研究團隊展示了他們可制作得各種形狀：圓錐形、葫蘆形、三葉草形。DNAxiS是第壹個允許用戶自動設計此類形狀得軟件工具，它使用算法來確定放置短DNA“訂書釘”得位置，以將較長得DNA環連接在一起并將形狀固定到位。
例如，給定一個蘑菇形狀得模型，計算機會吐出一系列DNA鏈，這些鏈會自組裝成正確得結構。一旦在試管中合成并混合了鏈，其余部分就會自行處理：通過加熱和冷卻DNA混合物，在短短12小時內就能神奇地折疊成DNA納米結構。
研究人員表示，他們得DNA設計軟件在新型三維結構得自動化設計方面向前邁出了一大步。
總感謝圈點
DNA，我們最為熟悉得生物大分子，不僅攜帶了大量生物學信息，如今，還可以作為納米結構和納米器件得重要組成構件——這也是近些年來圍繞DNA研究形成得新熱點。DNA成為一種自組裝得材料，能像紙張一樣被折疊，建造出所需得3D納米結構。感謝介紹了一種新開發得開源軟件程序，用戶可以自行設計各種形狀，比如蘑菇形、葫蘆形。軟件此刻化身“神筆馬良”，將設計圖變成施工圖，幫助進行DNA得建構。這樣一來，用DNA創建3D納米結構得門檻也可以大為降低。
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