DNA机器，前进吧(2)

最早想到用DNA作“建材”的人，是美国纽约大学的奈德·西曼（Ned Seeman），那是在上世纪80年代初。自那以后，一系列技术问世，用于构建各种可以想象到的DNA结构。这些技术里就包括DNA折纸（DNA origami），这是美国加州理工大学的保罗·罗斯蒙德（Paul Rothemund）的脑洞：用短链DNA作“订书钉”，把长的单链DNA折叠成复杂的三维形状。他的团队还制作了DNA瓦片（DNA tiles）和砖头（DNA bricks），这些东西可以像搭乐高积木一样组合在一起。

参考插图：乐高型DNA结构丨图源：Science
在过去几年里，DNA纳米技术的两大障碍——尺寸和稳定性——得到了突破。慕尼黑科技大学生物物理学教授亨德里克·迪茨（Hendrik Dietz）表示，在这之前，设计超过100纳米的自组装DNA结构非常困难。2017年来自加州理工的迪茨、尹鹏（译注：现任职于哈佛大学）和钱璐璐，同时公布了三种不同的策略，这才打破了这道屏障。
DNA骨架带负电荷，这意味着当折叠后的DNA彼此靠近时，它们会本能地互相排斥，导致结构散开。在实验室里，将DNA置于高度阳离子溶液就可以抵消排斥力。但是，人体并没有给DNA提供这样的理想乐园。人体内，DNA结构会遭受DNA酶的持续攻击，这种酶生来就是降解DNA分子的。迪茨解释说，“我们必须要做的，就是找到办法来稳定DNA折叠结构。这样当我们从实验的理想条件转移到实际应用时，这些结构依然能保留下来。”迪茨的团队和施的团队近期都发展出了稳定DNA结构的手段，他们利用化学交联的方法把DNA结构连在一起。“现在终于可以让这些结构在体内存在数周，或是更长时间了。”施说。
来一点儿“小摇摆”
单单是一个大型的稳定结构还不足以成为机器：所谓机器，就要能移动。西蒙提到，双链DNA类的刚性元件，加上单链DNA这样的柔性元件，这两者的混合体在布朗运动驱使下便可以四处移动。但是，让它们以高度可控的方式运动极具挑战性。