DNA机器人车队在血液里“送货”，有望精准投药、动肿瘤手术
来源：中检健康
编辑：中检健康
时间：2019-04-18
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2017年9月19日讯/ 如果有一个机器人可帮你全方位打扫居家环境，扫地、拖地、洗碗、洗衣服样样精通，听起来很厉害，但现在有一个更科幻的情节已经出现在现实中了，就是加州理工学院科学家开发的 DNA 机器人车队，它们可以前往人类不能去的地方，在血液中进行货物分拣，执行复杂的纳米力学任务，比如将药物送到目标细胞、或更高竿的对肿瘤进行小规模手术。
这些可爱的纳米微型机器人是由单链 DNA 内的核苷酸构建而成，只是被研究人员利用巧思设计出有身体、负责提货的手和手臂，以及用来前行的脚，虽然它们走起路来可能像一条醉酒的蚯蚓。研究人员说，“DNA 机器人只是一条单股分子，就像软盘一样，没有什么其他额外东西。”
DNA 是一种长链聚合物，组成单位称为核苷酸，而醣类与磷酸借由酯键相连，组成其长链骨架，每个糖单位都与四种硷基腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）的其中一种相接。硷基之间有互补配对原则，一个 DNA 链上的 A 和另一个 DNA 上的 T 结合、G 与 C 结合，纳米机器人移动的原理就是如此，透过硷基的连接、分开、连接、分开，一步一步往目的地走去，虽然它跨出一个步伐需要 5 分钟、每个步伐只有 6 纳米，约人类步伐的十亿分之一。
团队为这些小司机设计一个长宽各 58 纳米的 DNA 测试场地，上面有一条条单链 DNA，研究人员称为“桩”，由于机器人的脚也是单链 DNA，两者相遇时可以互补配对，纠缠在一起。于是我们可以看到机器人的左脚和某条桩绑定时，右脚正在空中自由飘动，等右脚遇到附近可以配对的桩时再“黏”上去，左脚离开旧东家，机器人因此被拉到新的桩上，依循这种前进方式，机器人朝随机方向移动。
DNA 机器人车队在血液里“送货”，有望精准投药、动肿瘤手术
研究团队设计的 DNA 测试场地
测试场地还有两种不同萤光色的分子“货物”及货物的卸货点，DNA 机器人被编码要一直走到遇见客户的货，拿起它后再走向正确卸货区。实验结果显示，机器人在一天内成功将 6 个分散各地的分子货物送到正确的下货点，研究人员接着投入更多机器人测试它们是否会分工合作，发现任务完成所需时间从一天缩短到只要几小时。
虽然这项研究还处在基本工程原理，也不是针对特定用途而设计，却是未来纳米科技发展的关键，似乎已让医界看见激励人心的应用面。研究合作作者 Lulu Qian 表示，这些机器人要送货（药物）或是回收垃圾（坏分子）都可以。
澳洲蒙纳许大学的纳米生物学研究员 Wenlong Cheng 则说，“人类的肿瘤搞不好也可以交给这些小型机器人解决，它们可以前往肿瘤处进行一场小规模手术。”这项研究 15 日已发布在《科学》期刊。
参考资料：
Sorting Molecules with DNA Robots
Scientists build ‘DNA robots’ that transport molecular cargo using ‘arms’ and ‘feet’
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