青年華裔學者Science封面獲技術突破

　　來自哈佛大學的一個研究組將DNA當做到積木，玩得不亦樂乎，在過去半年里接連發表了多篇Nature，Science文章，為生物學，納米科學提供了重要的研究工具，具有重要的醫藥應用價值。

　　這一研究組就是華裔科學家印鵬(Peng Yin，音譯)的研究組，印鵬的主要研究興趣是基于觸發分子幾何學的工程生物成像探針，曾榮獲2010年美國NIH院長創新獎。

　　眾所周知，DNA是遺傳信息的傳遞者，但是結構DNA納米技術卻利用了DNA作為遺傳信息編碼聚合物的優點，通過DNA分子卓越的自組裝和識別能力實現精確的納米構架，就如同納米機械在工作一樣。至今不少科學家們在這一領域獲得了多項重要的研究成果。

　　今年6月，印鵬研究組就克服了之前的研究難題，提出了一種利用DNA“積木”設計的納米設備，能將藥物直接送至機體疾病所在之處。此后，9月這一研究組又發表論文，制造了一種新型的條形碼，利用了DNA的天然自組裝能力，將熒光分子附著到理想的位點，然后利用折紙技術用少數的熒光分子生成大量的條形碼。由于它使得科學家們有可能比以往任何時候闡明更多的細胞結構，這可能會將許多添加到細胞成像的“工具箱”中。

　　而最新這項研究中，印鵬等人利用DNA“積木”創造出了100個三維納米結構，這種積木結構是由印鵬發明出來的――利用一種稱為單鏈片(single-stranded tiles，SSTs，生物通譯)的方法，令這些單鏈結構環環相扣，形成DNA“積木”，就像是樂高積木一樣，通過編程，研究人員能將這些單鏈片組裝成精確的形狀。

　　在此基礎上，研究人員又進一步從原來的搭建平面墻壁，發展到了搭建三維的房子，這就意味著這一技術能用于研發更加精妙復雜的醫學儀器，比如能選擇性靶向疾病位置的設備，可編程的成像探針等等。

　　由于這一成果的重要，Science將其作為封面文章推薦給了讀者。

　　(左邊是計算機生成的3D模型，右邊是對應的2D顯微圖像)

　　最初印鵬發明的DNA“積木”方法局限于2D，新研究的突破點就是3D。

　　要實現3D，訣竅在于首先準備一個大約長為32個堿基的DNA積木，其中每一個相配對的積木的方向要交錯開來，呈90度角，從而研究人員就能構建出立體形狀，凹凸有致的拼接積木，最終形成類似25納米大小的三維結構。

　　“這是一個簡單靈活，并可靠的方法，”印鵬說。

　　除此之外，還有一種構建三維結構的方法――DNA折紙，這種方法可用于構建復雜的形狀，印鵬說，DNA折紙就像折疊一條長帶子那樣，把一條DNA長鏈反復折疊，形成需要的圖形，就像用一根單線條繪制出整幅圖畫。折疊后的DNA長鏈，通過一些“釘子”對適當位置上的DNA短鏈加以固定，從而就能構建出了一張精美圖譜來。

　　哈佛大學Wyss研究院基金主任Don Ingber表示，“我們正加速研制能利用生物兼容性DNA分子，作為結構進行應用的方法，這對于醫藥研究具有重要的意義。”