科技日報北京12月27日電 (記者張夢然)據最新一期《科學進展》雜誌報道，美國杜克大學和亞(ya) 利桑那州立大學研究人員新開發的開源軟件程序可讓用戶繪製圓形的圖紙或數字模型，並將它們(men) 轉化為(wei) 由DNA構成的3D結構，每個(ge) 3D結構就是一個(ge) 微小的空心體(ti) ，其直徑不超過百萬(wan) 分之五厘米，一根針頭上可容納超過50000個(ge) 這樣的微結構。

　　研究人員表示，這些不僅(jin) 僅(jin) 是納米雕塑。該軟件可讓研究人員製造微型容器來運送藥物，或製造用於(yu) 鑄造具有特定形狀的金屬納米顆粒的模具，用於(yu) 太陽能電池、醫學成像等。

　　對大多數人來說，DNA是生命的藍圖，所有生物的遺傳(chuan) 指令。但對於(yu) 新研究來說，DNA不僅(jin) 僅(jin) 是遺傳(chuan) 信息的載體(ti) ，它還是源代碼和構建材料。

　　DNA的遺傳(chuan) 密碼中有四個(ge) “字母”或堿基，它們(men) 在細胞中以可預測的方式配對，形成DNA階梯的梯級。研究人員采用了DNA的這些嚴(yan) 格的堿基配對特性——A與(yu) T，C與(yu) G，通過設計具有特定序列的DNA鏈，他們(men) 可對這些鏈進行“編程”，將它們(men) 拚湊成不同的形狀。

　　該方法包括在數百條短DNA鏈的幫助下折疊一條或幾條數千個(ge) 堿基長的單鏈DNA，這些短DNA鏈與(yu) 長鏈上的互補序列結合並將它們(men) “固定”到位。

　　研究人員開發了軟件DNAxiS，其工作原理是將一條長長的DNA雙螺旋盤繞成同心環，這些同心環相互堆疊以形成物體(ti) 的輪廓，就像使用黏土圈來製作鍋一樣。為(wei) 了使結構更堅固，該團隊還可以用額外的層來加固它們(men) 以提高穩定性。

　　研究團隊展示了他們(men) 可製作的各種形狀：圓錐形、葫蘆形、三葉草形。DNAxiS是第一個(ge) 允許用戶自動設計此類形狀的軟件工具，它使用算法來確定放置短DNA“訂書(shu) 釘”的位置，以將較長的DNA環連接在一起並將形狀固定到位。

　　例如，給定一個(ge) 蘑菇形狀的模型，計算機會(hui) 吐出一係列DNA鏈，這些鏈會(hui) 自組裝成正確的結構。一旦在試管中合成並混合了鏈，其餘(yu) 部分就會(hui) 自行處理：通過加熱和冷卻DNA混合物，在短短12小時內(nei) 就能神奇地折疊成DNA納米結構。

　　研究人員表示，他們(men) 的DNA設計軟件在新型三維結構的自動化設計方麵向前邁出了一大步。

　　總編輯圈點

　　DNA，我們(men) 最為(wei) 熟悉的生物大分子，不僅(jin) 攜帶了大量生物學信息，如今，還可以作為(wei) 納米結構和納米器件的重要組成構件——這也是近些年來圍繞DNA研究形成的新熱點。DNA成為(wei) 一種自組裝的材料，能像紙張一樣被折疊，建造出所需的3D納米結構。本文介紹了一種新開發的開源軟件程序，用戶可以自行設計各種形狀，比如蘑菇形、葫蘆形。軟件此刻化身“神筆馬良”，將設計圖變成施工圖，幫助進行DNA的建構。這樣一來，用DNA創建3D納米結構的門檻也可以大為(wei) 降低。