完全由DNA构建的微型机器人
来自蒙彼利埃结构生物学中心的Inserm、CNRS和蒙彼利埃大学的科学家完全用DNA构建了一个微型机器人。纳米机器人可以更深入地研究在微观水平上施加的机械力,这对于各种生物和病理过程都很重要。
该研究发表在《自然通讯》上。
细胞机械敏感性我们的细胞面临着在微观尺度上施加的机械力,这些力触发了对许多负责我们身体正常功能或某些疾病发展的细胞过程至关重要的生物信号。
细胞机械敏感性的功能障碍涉及各种疾病,其中受影响的细胞通过包围和适应其微环境的机械特性在体内迁移。这种适应是可能的,因为机械感受器检测到特定的力,机械感受器将信息传输到细胞骨架。
我们目前对细胞机械敏感性所涉及的分子机制的了解非常有限,因此由结构生物学中心(Inserm/CNRS/UniversitédeMontpellier)的Inserm研究员Gaëtan Bellot领导的研究小组决定使用一种称为DNA的替代方法折纸法。
DNA折纸法DNA折纸方法能够使用DNA分子作为构建材料以预定义的形式自组装3D纳米结构。该技术为纳米技术领域的重大进步做出了贡献。
该团队使用该方法设计了一个由三个DNA折纸结构组成的“纳米机器人”。它与人体细胞的大小兼容,并且首次可以施加和控制分辨率为1皮牛顿,即一万亿分之一牛顿的力。一牛顿可以比作手指点击笔的力。
新的发展是人造和自组装的基于DNA的物体第一次可以以这种精度水平施加力。
该团队将机器人与识别机械感受器的分子相结合,这使得将机器人引导至我们的某些细胞成为可能。他们还可以专门向位于细胞表面的目标机械感受器施加力以激活它们。
该工具可能对基础研究非常有价值。它可以帮助专家更好地了解细胞机械敏感性所涉及的分子机制,并导致发现对机械力敏感的新细胞受体。
“能够在体外和体内应用皮牛顿力的机器人的设计满足了科学界日益增长的需求,代表了一项重大的技术进步。然而,机器人的生物相容性可以被认为是体内应用的优势,但也可能代表对可以降解DNA的酶的敏感性的弱点。因此,我们下一步将研究如何修改机器人的表面,使其对酶的作用不那么敏感。我们还将尝试使用磁场等其他方式来激活我们的机器人,”Bellot说。