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美国加州研究员用DNA来做折纸


http://www.sina.com.cn 2006年03月17日 14:24 大洋网-广州日报

  本报综合报道 众所周知,DNA是构成所有生命的基础,也是生物体的重要遗传物质。然而,美国加利福尼亚理工学院的一位研究人员,却将这种神秘的遗传物质变成了艺术品。

  一根DNA长链做材料

  美国加利福尼亚理工学院的研究人员保罗·罗斯曼,将自己研究出的新技术称为“
DNA折纸术”。利用DNA分子,他可以制作任何一个两维图案或形状,比如笑脸、雪花和星星。不仅如此,罗斯曼表示,有朝一日,这项技术还可能被用于建设微型化学工厂或分子电子。

  由于在分子生物学和生物工艺学中扮演了关键作用,DNA的结构和化学成分已经被广泛地研究。如今,用相对较快的速度和便宜的价格,就可以人工合成大量DNA分子。因此,许多研究微型设计的设计师和工程师,如今都将眼光转向了DNA分子。

  作为微型艺术品的创作者,罗斯曼表示,自己的所有作品都是由一根单独的DNA长链做成的。首先,罗斯曼将DNA长链折成某种图案或形状。然后,把折好的DNA链在关键处用数百根短的DNA“钉子”固定起来。

  电脑全自动组装

  在折叠真正的DNA之前,罗斯曼会先用电脑设计出自己想要的图案或形状,并依此决定用多少DNA片断来做“图钉”。罗斯曼表示,整个设计程序非常简单,就连高中生都可以完成。

  罗斯曼解释说:“只要将这根DNA长链的序列,以及你想要折叠成的图案一起输入电脑,就可以得出自己需要的短链编码。只要给一家合成DNA的公司发电子邮件,他们就可以给你快递一个装有这种‘钉子’的包裹。”

  罗斯曼介绍说,把DNA长链和“钉子”一起放进一种碱性溶液加热后,它们就会自动结合在一起,组合成你想要的图案。他说:“整个过程完全是自动组装的。全部都在电脑中设计好,你根本不用亲自动手。”

  每个DNA“钉子”都有两个分枝,就像一个“V”字。每个分枝都由特殊的碱基顺序构成,分别会和DNA长链上的两个不同区域结合在一起。

  比如“钉子”的左分枝包含ATG,而右分枝包含CGA,那么当和DNA长链结合时,左分枝就会找到长链上含有ATG的部分,然后附着在上面。而右分枝也会以同样的方式附着在排序为GCT的片断上。

  用DNA制作微型地图

  如今,罗斯曼已经用DNA制作出了6个图案和形状。除了星星、雪花和笑脸外,他还制作出了一个DNA双螺旋结构的大致图案。不仅如此,他甚至还制作出一张西半球的微型地图。在这张地图上,1纳米的距离就代表现实中的201163米。

  1纳米等于十亿分之一米,是非常小的长度单位。就连人的一根头发,宽度也达10万纳米。而罗斯曼制作的艺术品,一般直径都只有100纳米。

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