來自美國北卡羅來納州大學的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種方法可以優(yōu)化DNA自組裝材料的開發(fā)，為推進藥物傳遞系統(tǒng)及分子感受器技術帶來了新希望。論文“Effect of Oligonucleotide Length on the Assembly of DNA Materials: Molecular Dynamics Simulations of Layer-by-Layer DNA Films,”發(fā)表在《Langmuir》（journal Langmuir）雜志上。

    包含遺傳密碼的DNA鏈總是相互結(jié)合形成互補的DNA雙鏈結(jié)構(gòu)。通過在材料上包被一層特異的DNA物質(zhì)，這種材料就可以找到與它互補的序列并與之結(jié)合。這個過程就稱之為DNA輔助的自組裝。由于自組裝材料具有廣泛的用途，從而為生物醫(yī)藥及材料科學領域帶來了極大的機遇。

    DNA自組裝技術并不是一個新的概念，自科學家們著手開發(fā)這項技術以來一直遇到了不少的障礙。其中一個主要的困難是關于DNA片段的長度。通常DNA片段過短會導致無法自組裝，DNA片段過長又會造成材料變形。這不僅會造成材料制造上的問題，還會改變材料本身的性質(zhì)。

   來自北卡羅來納州立大學及墨爾本大學的研究人員組成的科研小組找到了解決這個問題的方法。利用計算機模擬DNA鏈找到適合自組裝DNA鏈的最佳長度，并揭示了隱藏在其后的科學原理。

    “太短或太長的DNA鏈通常會形成自我保護模體，”論文的共同作者、北卡羅來納州大學材料學科和工程學系助理教授Yara Yingling博士說道：“這意味著DNA鏈會彼此相互結(jié)合，而不是與‘配對’的材料結(jié)合。”

    “DNA的長度太短則無法相互纏繞，而太長則會自身發(fā)生折疊。只有適合的自組裝長度才能使DNA與材料相互結(jié)合，”Yingling說。

    這種自組裝材料的其中一個潛在用途就是用于開發(fā)藥物傳遞系統(tǒng)。墨爾本大學的研究人員曾制作了一種自組裝的DNA膠囊，它具有完全的生物相容性，當它受到特殊的物理刺激時可發(fā)生生物降解并將藥物釋放到機體中。

    此外科學家們認為DNA自組裝技術還可用于制造分子感應器。分子感應器就是利用DNA對臨床上重要的生物分子進行檢測并發(fā)送相關信號的技術。這一技術將有可能應用到醫(yī)學臨床診斷中。

    “我們現(xiàn)在正計劃研究影響DNA自組裝的其他因素，”Yingling說：“包括溫度，遺傳序列及組裝發(fā)生的環(huán)境?！?/P>