科技动态
打印
近日，Nature系列新上线期刊Nature Reviews Methods Primers邀请DNA纳米技术领域多个国家的知名学者，包括上海交通大学樊春海院士、中国科学院上海高等研究院李江研究员，美国亚利桑那州立大学Hao Yan教授、耶鲁大学Chenxiang Lin教授，德国慕尼黑工业大学Friedrich C. Simmel教授、杜伊斯堡-埃森大学Barbara Saccà教授、马普研究所Na Liu教授，丹麦奥胡斯大学Kurt V. Gothelf教授等，共同撰写了题为 “DNA origami” (DNA折纸术)的领域引导性综述，并发表于该刊2021年1月的创刊号上，编辑同期配发了PrimeView进行推介。
Nature Reviews Primers综述通常围绕一个重要主题，邀请跨地区跨学科的多名顶尖学者合作撰写，旨在面向更为广泛的读者，概述该主题相关方向的发生发展、方法与应用。
发表于Nature Reviews Methods Primers创刊号的《DNA折纸术》
DNA折纸术（DNA origami）是DNA纳米技术的一个重要分支。该方法发明于2006年(Nature 2006)，即利用上百条短单链DNA作为“订书钉”，辅助折叠一条长达数千碱基的噬菌体基因组单链DNA，并自组装形成预先设计的结构。近年来，DNA折纸术迎来了快速发展，目前几乎可以定制任意形状的复杂几何结构，包括各种实心或者镂空的3D结构、复杂曲面结构、可以动态变构的纳米装置与纳米机器人等等。多种界面友好的DNA折纸设计软件也先后出现，大大降低了DNA折纸术的门槛，使初学者也可以方便地设计定制的折纸结构，从而推动了整个领域的繁荣发展。
该引导性综述论文概述了DNA折纸术的设计、合成、纯化、表征、保存等方法，并且对于不同技术路径的优缺点和适用场景进行了论述。以DNA折纸作为模板或框架，可以定制纳米级精度的金属、矿物、有机分子、生物大分子等材料的纳米结构。论文展示了DNA折纸术在多个领域具有代表性的前沿应用，包括微纳制造、纳米光子学/电子学、生物成像、生物催化、药物递送、生物物理学、生物计算与纳米机器等。同时，本文也讨论了DNA折纸术面临的一些挑战，例如缺陷控制、结构稳定性等，并提出了可能的解决方案。
论文对DNA折纸术的未来发展提出了设想。如，引入更加模块化、自动化的设计与合成理念，并将这些理念推广到其他的大分子的微纳制造领域；构建多尺度精确（精度跨越亚纳米到厘米尺度）的DNA结构；制造具有智能的DNA或RNA机器人，并在动物和人体内工作，实现真正的智能诊疗应用。可以预期，在DNA折纸术诞生十五年之际发表该论文有望推动这一技术的进一步发展，吸引不同专业背景的学者加入，催生更多的理论与技术创新，并共同推动DNA纳米技术在交叉学科领域中的应用与突破。