2009年5月20日
通过将折纸艺术与纳米技术相结合，达纳 - 前癌症研究所研究人员将DNA折叠成多层物体，其尺寸小于人头发的厚度的数千倍。这些微小的结构可以是定制的生物医学纳米模型的先行者，例如“智能”的递送车辆，这些送货车将药物潜入患者的细胞，在那里他们会在特定分子靶标倾倒零售。
而创建结构从单一层的DNA报告之前,威廉•施博士,这项研究的资深作者出现在5月21日的《自然》杂志,说,多层过程中他和他的同事们开发应使科学家能够使定制的DNA对象近似几乎任何三维形状。多层物体更加坚硬和稳定，因此能够更好地承受细胞内的环境，“混乱和暴力，就像在飓风中，”Shih说。“我们认为这是一个很大的进步。”
Shih是Dana-Farber癌症生物学计划的研究员。他还是哈佛医学院生物化学和分子药理学系的助理教授，以及哈佛大学的Wyss生物启发工程研究所的核心学院成员。
日本古代折纸艺术的大师们在一张纸上进行一系列折叠，形成令人惊叹的复杂的动物模型和其他形状。“我们专注于用DNA来做这件事，”Shih解释道。众所周知，DNA是构成基因的物质，但在这里，科学家们严格地将长DNA分子作为构建成分，而不是制造蛋白质的蓝图。Shih和他的同事在《自然》杂志的论文中报告说，他们能够构建许多DNA物体，包括一个精灵瓶、两种十字架、一个方形螺母和一个栏杆桥。
DNA Origami是纳米技术的研究生生长 - 使用原子和分子作为可以部署在医学，电子设备和其他领域的新设备的构建块。科学家们设想使用微量结构 - 大约是小病毒的大小 - 以模仿一些细胞内的一些“机器”，该细胞内执行基本功能，如形成分子尸体的容器，并将它们从一个地方运送到另一个地方。
“这是大自然非常擅长的事情——制造许多具有强大控制能力的复杂机器。大自然通过数百万年的进化优化了细胞技术;我们没有那么多时间，所以我们需要想出其他的设计方法，”史宗瀚说。
DNA折纸作为一张并联双螺旋构建，每个双螺旋都是由两个被称为核苷酸的单位组成的两个交叉的股线组成。用作“支架”的长链的DNA通过用作掺杂在一起的支架的“钉”的短链来来回折叠。DNA板，Shih比较寿司厨师用来用填充制备Maki卷的薄竹垫，然后被编程为自身卷曲成一系列层，通过横穿多层的订书钉锁定到位。
设计完成后，科学家们从一家公司订购DNA主食，这些主食需要大约三天的时间合成和运输。制造所需的结构包括混合DNA支架和钉链，快速加热混合物，然后慢慢冷却样品。这个过程诱使DNA“自我组装”，并制造出数十亿个所需对象的副本。这个过程大约需要一个星期，尽管研究人员打算提高这个速度。最后，研究人员可以用电子显微镜检查成品。
例如，研究人员瞄准的微型机器可以作为导航设备，引导充满药物的泡泡状囊。Shih建议:“这些机器可以放置在药物运载器的外部，以帮助它们跨越生物屏障，或者帮助它们战胜试图从血液中移除东西的机制，这样它们就可以到达目标。”
这项技术也可以用于未来的诊断。史宗瀚说，虽然目前的实验室测试可以测量人体内不同物质的浓度，但用DNA“测量单个细胞内某些物质的浓度”是可能的。
除了Shih和Douglas，《自然》杂志论文的作者还包括Hendrik Dietz博士，Tim Liedl博士，Björn Högberg博士，以及来自Dana-Farber和哈佛医学院的Franziska Graf。
该研究得到了国家卫生研究院的补助金，哈利亚亚当斯巴尔计划，哈佛大学的生物学启发工程研究所和几个奖学金。
Dana-Farber Cancer Institute（www.dana-farber.org）是哈佛医学院的主要教学联盟，是美国领先的癌症研究和护理中心之一。它是Dana-Farber /哈佛癌症中心（DF / HCC）的创始成员，被国家癌症研究所指定了一个综合癌症中心。