生物通报道  来自美国北卡罗来纳州大学的研究人员发现了一种方法可以优化DNA自组装材料的开发，为推进药物传递系统及分子感受器技术带来了新希望。论文“Effect of Oligonucleotide Length on the Assembly of DNA Materials: Molecular Dynamics Simulations of Layer-by-Layer DNA Films,”发表在《Langmuir》（journal Langmuir）杂志上。

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    包含遗传密码的DNA链总是相互结合形成互补的DNA双链结构。通过在材料上包被一层特异的DNA物质，这种材料就可以找到与它互补的序列并与之结合。这个过程就称之为DNA辅助的自组装。由于自组装材料具有广泛的用途，从而为生物医药及材料科学领域带来了极大的机遇。

    DNA自组装技术并不是一个新的概念，自科学家们着手开发这项技术以来一直遇到了不少的障碍。其中一个主要的困难是关于DNA片段的长度。通常DNA片段过短会导致无法自组装，DNA片段过长又会造成材料变形。这不仅会造成材料制造上的问题，还会改变材料本身的性质。

   来自北卡罗来纳州立大学及墨尔本大学的研究人员组成的科研小组找到了解决这个问题的方法。利用计算机模拟DNA链找到适合自组装DNA链的最佳长度，并揭示了隐藏在其后的科学原理。

    “太短或太长的DNA链通常会形成自我保护模体，”论文的共同作者、北卡罗来纳州大学材料学科和工程学系助理教授Yara Yingling博士说道：“这意味着DNA链会彼此相互结合，而不是与‘配对’的材料结合。”

    “DNA的长度太短则无法相互缠绕，而太长则会自身发生折叠。只有适合的自组装长度才能使DNA与材料相互结合，”Yingling说。

    这种自组装材料的其中一个潜在用途就是用于开发药物传递系统。墨尔本大学的研究人员曾制作了一种自组装的DNA胶囊，它具有完全的生物相容性，当它受到特殊的物理刺激时可发生生物降解并将药物释放到机体中。

    此外科学家们认为DNA自组装技术还可用于制造分子感应器。分子感应器就是利用DNA对临床上重要的生物分子进行检测并发送相关信号的技术。这一技术将有可能应用到医学临床诊断中。

    “我们现在正计划研究影响DNA自组装的其他因素，”Yingling说：“包括温度，遗传序列及组装发生的环境。”

（生物通：何嫱）