美發(fā)現(xiàn)RNA可以形成構(gòu)建納米機(jī)器的模塊 (2004-08-24)
發(fā)布時(shí)間:2007-12-04
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來(lái)源:科學(xué)
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美國(guó)普度大學(xué)的一個(gè)研究小組最近報(bào)告說(shuō),可以利用細(xì)胞核內(nèi)傳遞信息的物質(zhì)??核糖核酸(RNA)形成的模塊來(lái)構(gòu)建納米技術(shù)裝置。
通過(guò)使RNA分子自組裝為類(lèi)似于螺旋、三角、桿和發(fā)卡等三維形狀,研究小組找到了制造復(fù)雜微觀機(jī)器所必需的框架的構(gòu)建方法。利用這種RNA模塊,研究人員已經(jīng)可以構(gòu)建直徑數(shù)微米的陣列。雖然結(jié)構(gòu)還很小,但是這一成果激動(dòng)人心,因?yàn)樵谌绱诵〉某叨壬喜倏丶{米顆粒正是納米技術(shù)的主要目標(biāo)之一。這一成果發(fā)表在8月份的《納米通訊》雜志上。
“我們的工作表明,不同形狀和尺寸的RNA模塊形成三維陣列的過(guò)程可以人為控制。”論文主要作者、普度大學(xué)分子病毒學(xué)教授Peixuan Guo接受美國(guó)媒體采訪時(shí)說(shuō),“通過(guò)進(jìn)一步研究,RNA可以形成制造未來(lái)納米機(jī)器的‘超級(jí)結(jié)構(gòu)’?!?
納米尺寸的結(jié)構(gòu)問(wèn)題一直吸引著科學(xué)家。因?yàn)樽匀唤鐬樯w完美地創(chuàng)造了納米尺寸的結(jié)構(gòu),所以科學(xué)家轉(zhuǎn)向生物學(xué)尋求靈感和構(gòu)建納米結(jié)構(gòu)的工具。
生物體主要由三種“模塊”構(gòu)建而成:蛋白質(zhì)、DNA和RNA。這其中人們對(duì)RNA了解最少。但是,科學(xué)家指出,其實(shí)RNA具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)?!皩?duì)于納米技術(shù)學(xué)家而言,RNA能夠形成多樣的結(jié)構(gòu),同時(shí)又易于操控和組織?!?Guo說(shuō)。
通過(guò)RNA組成的各種形狀,可以進(jìn)一步形成圓環(huán)、三角等更大更復(fù)雜的結(jié)構(gòu),例如可以將桿組合成束。理論上這些結(jié)構(gòu)就可以構(gòu)建納米級(jí)的框架,放置納米晶體管、導(dǎo)線或傳感器。
“生物學(xué)構(gòu)建了完美的納米級(jí)結(jié)構(gòu),我們希望能從中借鑒一些技術(shù)?!?Guo說(shuō),“但是對(duì)于這么小的模塊,我們?nèi)鄙贀軇?dòng)它們的工具。因此需要設(shè)計(jì)可以自行組裝的材料。”據(jù)介紹,因?yàn)镽NA結(jié)構(gòu)可以自組裝,所以在工業(yè)和醫(yī)學(xué)上用途很廣。但是現(xiàn)在距離隨心所欲制造這些模塊還有很長(zhǎng)的路要走。目前面臨的一個(gè)主要問(wèn)題是,時(shí)間一長(zhǎng)RNA將發(fā)生生物降解。研究人員正致力于增加RNA的降解抗性,以獲得長(zhǎng)效的模塊。
雖然這種RNA模塊現(xiàn)在只是一些三維陣列,遠(yuǎn)不能投入實(shí)際應(yīng)用。但因?yàn)槭褂昧松锓肿樱驮谏w和非生命體之間搭建了橋梁。研究人員表示,一旦納米器件能夠由有機(jī)材料和無(wú)機(jī)材料共同制造,那么它將具備更加多元化的應(yīng)用,使用也將更加方便。