由DNA创造的3D折纸纳米结构

研究人员瑞典卡罗林斯卡医学院芬兰阿尔托大学开发了一种从DNA合成3D纳米结构的新技术。这种新方法使3D DNA折纸结构的合成成为可能，这种结构能够承受身体的低盐浓度。这一进展为DNA纳米技术在生物领域的新应用铺平了道路。此外，高度自动化的设计过程能够创造复杂的合成DNA纳米结构。

这种新技术被认为类似于3D打印纳米级结构。所需的结构是使用3D软件绘制的多边形对象，该软件用于动画或计算机辅助设计。然后使用优化技术和图论算法计算创建结构所需的DNA序列。

然后，该团队将合成的DNA序列在盐溶液中组合，在盐溶液中，DNA序列自行组装成正确的结构。利用DNA构建纳米结构尤其有利，因为它们的碱基通过碱基配对以一种可预测的方式相互结合。

“这种新方法使设计DNA纳米结构变得非常容易，并给予了更多的设计自由，”卡罗林斯卡学院医学生物化学和生物物理系的研究负责人Björn Högberg说。“我们现在可以制作出以前无法设计的结构，我们可以用同样的方法绘制出一个3D结构，然后在宏观尺度上打印出来，但我们不是用塑料，而是在纳米尺度上打印DNA。”

该团队通过创建斯坦福兔子的DNA打印输出来演示这项技术，这是3D建模的常见测试。他们还创造了杆、螺旋、球和瓶子形状的结构。这项新技术不仅比现有的DNA折纸方法更简单，而且不需要高浓度的镁盐。

“对于生物应用来说，最关键的区别是，我们现在可以创造出可以折叠的结构，并在生理盐浓度下保持存活，这更适合DNA纳米结构的生物应用。”Hogberg博士解释说。

“自动化设计过程的一个优势是，人们现在可以系统地处理甚至相当复杂的结构。先进的计算方法很可能是将DNA纳米技术从基础研究扩展到突破性应用的关键推动者。”阿尔托大学计算机科学系研究小组负责人佩卡·奥波宁教授说。欧洲杯线上买球

此前，卡罗林斯卡学院的研究小组已经发明了一种DNA纳米卡尺来研究细胞信号。这项新研究中开发的新方法将使类似的生物实验能够以一种与细胞内条件非常相似的方式进行。DNA纳米结构已经在医学应用中被用于使用靶向胶囊将癌症药物直接递送到肿瘤细胞——这种方法需要更少量的药物。

这篇题为《DNA在纳米尺度上的多面体网格绘制》的研究论文发表在《自然》杂志的网站上。

其他对这项研究做出贡献的研究人员包括Erik Benson, Johan Gardell, Eugen Czeizler, Sergej Masich和Abdulmelik Mohammed。

瑞典研究理事会、克努特和爱丽丝·瓦伦堡基金会、瑞典战略研究基金会以及其他几个机构为这项研究提供了资金。