科研報告稱"蛋白質鋼筋"可幫助做出無錯誤的納米結構

DNA是生命的物質，但它也是納米技術的一部分。因為具有互補化學結構的DNA分子相互識別並相互結合，DNA鏈就像樂高積木一樣可以組合在一起，形成複雜形狀和結構的納米級物體。

但是，研究人員需要在更大的DNA組合中工作，以實現一個關鍵目標:建造持久的微型設備，如生物感測器和藥物輸送容器。這就很困難了，因為長鏈的DNA是鬆軟的，而裝配長鏈的標準方法容易出錯。

美國國家標準與技術研究所(NIST)的研究人員使用一種名為RecA的DNA結合蛋白，作為一種納米級鋼筋，來支持鬆軟的DNA支架，他們已經構建了幾個最大的長方形、線性和其他形狀的DNA。這種結構可以比使用標準DNA自組裝技術製造的結構大兩到三倍。

此外，由於新方法需要較少的化學成分來構建有組織的結構，而不是標準的技術，即DNA摺紙，它很可能減少構造形狀的誤差。NIST的研究人員亞歷克斯·利德爾說，這是一個很大的優勢，因為它能大量生產出可靠的基於dna的設備

儘管RecA與雙鏈DNA結合的能力多年來一直為人所知，但NIST的團隊是第一個將這種蛋白質的纖維整合到DNA結構組裝的人。RecA的加入提供了一個特別的優勢:一旦蛋白質的一個單位與一個小段的雙鏈DNA結合，它就會自動吸引其他單位與它並排排列，就像磁鐵一樣會端到端到端。就像磚塊填滿地基一樣，將整個DNA鏈的長度重新排列，拉伸，加寬並加強它。一個軟盤，2納米寬的DNA鏈可以轉變成一個超過四倍寬的剛性結構。

NIST的Daniel Schiffels說:「RecA方法大大擴展了DNA自組裝方法的能力，以構建更大更複雜的結構。」

Liddle說，這種新方法融合了DNA摺紙技術並超越了它。在DNA "摺紙"中，短鏈DNA有四個鹼基對的特定序列，被用作連接長段DNA的主要成分。為了使骨瘦如柴的DNA骨架變得更強更厚，鏈可能會自行回行，快速地使用長串。

如果DNA摺紙是關於摺疊的，Liddle將他的團隊的新方法比作建造一個房間，從一個樓層計劃開始。短而單鏈的DNA片段的位置標記著房間的各個角落。角之間有一條細長的單鏈DNA。酶DNA聚合酶將長片單鏈DNA的一部分轉化為雙鏈分子，這是一個必要的步驟，因為RecA只與雙鏈DNA緊密結合。然後在雙鏈上重新組裝，強化DNA結構，並限制額外的主食維持其形狀的需要。

Liddle說，由於需要的主食較少，RecA方法很有可能用比DNA摺紙更少的錯誤來構建有組織的結構。