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作者 | KATRINA KRÄMER 翻译 | 刘彬
单链DNA机器能四处走动，拾取、放下单个分子。
“它能自发走动，拾取分子货物，把它们整理到特定的目的地”，生物工程师Anupama Thubagere 是这样描述解释她和美国加州理工学院 Lulu Qian团队共同开发的DNA机器人的。受到类似蚂蚁这一类社会化昆虫集群行为的启发，整个机器人的设计并不复杂——但它却是首个能独立完成多重任务的DNA分子机器。 两个DNA机器人共同在DNA折纸表面执行货物分拣任务，把不同颜色的荧光分子从最初无序的位置上运送到各自不同的目的地。
到目前为止，DNA机器人的功能仍只限于沿着一条事先规定好的路线行走，或者是让它在一个化学信号的提示下拾取一个分子。即便是这些简单的任务，也往往需要复杂的设置，多重定制的DNA链。另一方面来讲，Qian的团队则让整件事保持简单——机器人本身只是一条53个核苷酸长的连续单链DNA，它由不同的部分组成：两个“脚”域由一条“腿链”连接，还有一条臂链，末端是“手”域。该机器人可以将随机排布的散乱的分子移动，整理成一个个整齐的分子垛，整个过程不需提供任何外部信号或能量输入，因为它的移动，以及货物的拾取和释放过程都是由链的置换反应控制的。 它的测试场上覆盖了一系列单链DNA组成的“桩”，都是由脚部和腿部的互补链组成，它们就像纤维粘在绒毛地毯上一样，把自己粘在表面。当一条腿和一只脚被钉在“桩”上时，机器人的另外一只脚始终自由晃动，直到它能在临近的“桩”的脚部区域找到立足之地。这就会削弱原先脚-腿-桩之间的作用力，机器人将迁移到新的桩上。通过随机移动，机器人最终能探查完整个表面。 来源：Science/AAAS |
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