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“AG亚博真人”上海应物所等在DNA分子机器领域取得进展

AG亚博真人 科技 2021年08月07日
本文摘要:近日,中国科学院上海应用物理研究所与华东师范大学合作,在DNA分子机器方面取得新进展,构建了核酸外切酶驱动的高效DNA驱动机器人。相关结果发表于《德国应用化学》 (angew。化学。int。 艾德。2017,56,1855)。细胞中许多功能的构建,和宏观世界中机器的运行一样具有智慧。 这些天然分子机器包含在经过数亿年进化的生物大分子中。然而,模拟试管中细胞的动态有序结构和构建人工分子机器引起了研究者的广泛兴趣。2016年诺贝尔化学奖授予“分子机器的设计与制备”。

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近日,中国科学院上海应用物理研究所与华东师范大学合作,在DNA分子机器方面取得新进展,构建了核酸外切酶驱动的高效DNA驱动机器人。相关结果发表于《德国应用化学》 (angew。化学。int。

艾德。2017,56,1855)。细胞中许多功能的构建,和宏观世界中机器的运行一样具有智慧。

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这些天然分子机器包含在经过数亿年进化的生物大分子中。然而,模拟试管中细胞的动态有序结构和构建人工分子机器引起了研究者的广泛兴趣。2016年诺贝尔化学奖授予“分子机器的设计与制备”。

DNA分子具有很强的序列可编程性和精确的分子识别能力,指出它是设计分子机器最重要的组成部分。设计和构建高效的DNA分子机器在药物转运化疗、DNA并行计算和生物传感检测领域具有最重要的应用潜力。但是过去制备的DNA分子机的可持续巡航能力往往较低。

针对这一技术难题,上海应用科学研究所物理生物学研究室研究员范春海与华东师范大学教授裴浩合作,构建了一个核酸外切酶驱动的高效DNA行走机器人。他们发现,通过调节金纳米粒子表面DNA分子的构象、密度和趋势,可以明显改变酶分子与DNA之间的相互作用力。在此基础上,通过调节纳米界面上DNA分子的空间化学键,设计了一种能够实现DNA分子在金纳米粒子表面自发运动的分子机器。分子机器的这种运行机制也可用于开发信号缩放策略和构建DNA杂交过程的高灵敏度检测。

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这项研究为设计新的智能医疗设备和分子计算机获得了新的原则和策略。


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