研究人員解釋，DNA結(jié)構(gòu)的獨特特征使其可用作復(fù)雜納米結(jié)構(gòu)和設(shè)備的通用組件。借助DNA折疊技術(shù)，長的單鏈DNA(ssDNA)可在數(shù)百條短DNA鏈的幫助下被折成指定形狀。但迄今科學(xué)家一直很難組裝出更大(微米至毫米級)的DNA結(jié)構(gòu)，這限制了DNA折疊技術(shù)的廣泛使用。
為解決這一問題，研究團隊開發(fā)出了一種通用的“元DNA”(M-DNA)策略，研制出了一種新型元DNA結(jié)構(gòu)。這一新型元DNA結(jié)構(gòu)與人頭發(fā)絲的寬度相當(dāng)，直徑是天然DNA納米結(jié)構(gòu)的1000倍。研究人員證明，這一亞微米級的6螺旋束DNA結(jié)構(gòu)可像放大版的單鏈DNA一樣自我組裝。
隨后，研究人員使用這種元DNA構(gòu)建了一系列亞微米到微米級DNA體系結(jié)構(gòu)，包括元多結(jié)、3D多面體以及各種二維/三維晶格等。他們還在元DNA上演示了分層鏈置換反應(yīng)，這一反應(yīng)將DNA的動態(tài)特征轉(zhuǎn)移到元DNA上。此外，僅通過改變單個元DNA的局部柔性及其相互作用，就能構(gòu)建從一維到三維的一系列亞微米或微米級DNA結(jié)構(gòu)，包括四面體、八面體、棱柱和6種緊密堆積的晶格等。
研究人員表示，未來，他們可以使用這些元DNA設(shè)計出更復(fù)雜的電路、分子機器和納米器件，并將其用于與生物傳感和分子計算有關(guān)的應(yīng)用中。而且，這項研究也使創(chuàng)建動態(tài)微米級DNA結(jié)構(gòu)的可行性大大提高。
論文作者指出，這種元DNA策略的引入將使DNA納米技術(shù)從納米級躍升至微米以上級別，幫助科學(xué)家在亞微米和微米尺度上創(chuàng)建一系列復(fù)雜的靜態(tài)和動態(tài)結(jié)構(gòu)，從而使許多新應(yīng)用成為可能。例如，科學(xué)家可用這些元DNA結(jié)構(gòu)制造出更大更復(fù)雜功能組件等。
