《自然》：科學家研制出可自我復制人造DNA結構
日期：2011-10-24 09:48:53
據報道，紐約大學科學家研發出一種能自我復制的人造DNA（脫氧核糖核酸）結構，有望為新型材料的制造奠定基礎。相關論文發表在最新一期的《自然》雜志上。
自然界中，自我復制在生物體中普遍存在，但人造結構的自我復制卻很難實現。此次研究是邁向自主復制任意類型“種子”結構過程的第一步。這些“種子”由DNA模片制成，可像字母般組合拼出特定“單詞”。復制過程保留了模片序列及“種子”形狀，從而提供了生成下一代結構所需的信息。
此次研究的突破在于成功復制了包含復雜信息的DNA系統。研究人員首先從人造DNA模片開始，這是DNA的細小排列。DNA的腺嘌呤（A）和胸腺嘧啶（T）、鳥嘌呤（G）和胞嘧啶(C)互相結對形成人們熟悉的雙螺旋結構。研究人員制成了含有3個DNA雙螺旋結構的彎曲三螺旋分子（BTX）。每個BTX分子由10個DNA索烴構成，與DNA不同的是，BTX的編碼不局限于4個字母，它能夠包含108個不同字母和模片，借助4個DNA單索的互補形成一對，或在每個模片上形成“黏性末端”，直至構成最終的6個螺旋束（six-helix bundle）。
為實現BTX自我復制模片陣列，需要“種子”結構促進多代相同陣列的形成。BTX“種子”被放置于化學溶液中，由7個模片組成，模片可以互補形成子代BTX陣列，該陣列隨后會在溶液加熱至40℃時與“種子”分離，并循環重復這一過程，形成第三代陣列，從而實現材料的自我復制及“種子”的信息復制。值得注意的是，這個過程與發生在細胞內部的復制過程不同，因為執行中無需添加酶等生物成分，即使是DNA模片也由人工合成。
研究的共同作者、該校化學系的納德里安·西曼指出：“雖然我們的復制方法需要多種化學物質和加熱過程，但已經證明不僅可以復制DNA或RNA等細胞分子，還可以復制眾多特別的結構，實現多個化學形態不同、功能特性相異的結構的復制。”
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