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校友风采 | 东南校友、华裔女科学家实现天才想法——全自动DNA

校友风采 | 东南校友、华裔女科学家实现天才想法——全自动DNA

作者: 东南大学的小小助手 | 来源:发表于2018-02-28 00:31 被阅读767次

    还记得《机器人总动员》里土土的、可爱又勤劳的瓦力吗?那是小编在荧幕上认识的第一个机器人。幻想如果有一天,有机器人像瓦力为地球清理垃圾一样,在你的体内搬运分子,让你的身体保持健康,岂不是很神奇?

    事实上,这个想法已经被实现了!

    就在9月15日,加州理工生物工程系钱璐璐教授研究团队,在《科学》杂志上发表论文《A cargo-sorting DNA robot》,他们开发出了一种全自动的分子机器,可在纳米尺度上执行任务。这些微型机器人由一个单链 DNA做成,可自动地在二维表面“走来走去”,并可将某些分子“挑来捡去”,最后按照指定的位置再把它们放下。

    钱璐璐是国内走出去的学霸,本科就读于东南大学生物医学与工程学院,在上海交通大学完成硕博连读,现任加州理工生物工程系教授。

    提及DNA分子机器人,钱璐璐说道,“在这项研究中,我们的目的是设计和制造一个可以在纳米世界中,执行复杂任务的分子机器人,它的任务就是对分子进行分类。”

    事实上,钱璐璐教授很早便开始了DNA分子机器人的研究。在加利福尼亚理工学院从事博士后研究工作时,她的主要研究领域便是生物纳米技术与DNA分子计算。

    2011年,还是博士的钱璐璐与Erik Winfree教授共同利用人工合成的DNA分子,在试管中完成了当时最复杂的生化电路。这种电路可以用来探索生物系统处理信息的原理。这一研究成果公布在6月的《Science》杂志上(《Scaling up digital circuit computation with DNA strand displacement cascades》)。

    在2013年接受采访时,她说道,“在我未来的研究中,我想提高这些实现的速度,鲁棒性和复杂性,并探索创建具有学习能力的分子系统的可能性,同时也开始分子机器人领域的新工作 ——由DNA组成的微小纳米级机器,它们可以执行设计任务,如分拣货物或解决迷宫。”

    那么这样的DNA分子机器人在未来究竟能做些什么呢?

       “例如,你可以想象用这种分子机器制造纳米级生产工厂在试管中新的化学品。这些化学物质可以成为新材料或新的药物。你也可以想象这样的分子机器嵌入到单个细胞,你可以收集从分子的环境信息,调节细胞的行为。这样的规则可能导致反应——合成生产响应刺激的蛋白质或其他分子或局部诊断后治疗。”钱璐璐在提到她的研究时这么说道。

    DNA分子机器人是不是很神奇?

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