我国科学家在DNA自组装技术方面取得突破

仿生纳米孔道结构的设计与构建是生物分析、合成化学和限域催化领域的热点。经典的蛋白质纳米孔道结构精确，然而其可控性和稳定性较差；通过电子束刻蚀固态纳米孔道成本高、重复性差、通量低。自组装DNA纳米结构合成纳米孔道具有可编程设计、成本低廉、通量高等优点，但DNA孔道结构的刚性和稳定性成为阻碍其广泛应用的瓶颈。因此，如何提升DNA结构的强度已成为DNA纳米技术领域的一个巨大挑战。

在国家重点研发计划纳米科技重点专项项目“精确自组装纳米标记分析方法在前列腺癌早期检测与预后中的应用研究”的支持下，中国科学院应用物理研究所樊春海团队在发展精确自组装的框架核酸并应用于生物分子界面调控，发展高灵敏生物传感检测和活细胞分析等方面开展了深入研究，提出了一种框架核酸诱导的团簇预水解策略，将经典Stöber硅化学引入DNA结构体系，成功实现了精确可控的DNA-二氧化硅固态纳米结构的制备，可在纳米尺度上将DNA序列编码的自组装结构精确复制成具有刚性结构的二氧化硅构型，并且可以由二维平面结构拓展至三维框架、三维曲面、简单几何结构以至复杂有序结构。这一新策略突破了传统硅化学合成在材料结构尺度上的限制，实现了纳米尺度二氧化硅结构的精确制备；在保持基于DNA的固态纳米孔精确结构的同时赋予其优异的力学性能。该技术构建的纳米孔道结构精确、可控、稳定，可实现低成本宏量制备，为研究纳米孔道中的新奇物理、化学性质和分析应用提供了全新的工具，有望在纳米电子、纳米机器人及药物输运等领域广泛应用。