在人類的“永生”版圖中,納米機器人占據(jù)著一席之地。

2017年,著名未來學家、谷歌工程總監(jiān)RayKurzweil預(yù)言,人類永生“奇點”將在2045年到來,而納米機器人正是其中至關(guān)重要的一環(huán)。因為納米機器人不僅能精準投藥,還能“殺敵”。而在納米機器人的疆域中,DNA納米機器人又扮演著重要的角色。
自1982年,美國著名納米科學家Seeman首次提出DNA納米技術(shù)的概念以來,DNA納米機器就在不斷發(fā)展。2006年,DNA折紙術(shù)橫空出世, 為DNA納米技術(shù)帶來新的活力—— DNA折紙術(shù)可以將DNA組裝成各種不同的形狀,并使這種DNA組裝結(jié)構(gòu)動起來,像列車搭載貨物一樣?,F(xiàn)在,由Inserm研究人員GaëtanBellot領(lǐng)導(dǎo)的結(jié)構(gòu)生物學中心的研究團隊就使用DNA折紙方法,該設(shè)計出一個由三個DNA折紙結(jié)構(gòu)組成的“納米機器人”。

由于它的尺寸是納米級的,因此它跟人體細胞的大小相適應(yīng)。它使人們第一次有可能應(yīng)用和控制分辨率為1皮牛頓的力,即一牛頓的萬億分之一,而1牛頓相當于手指點擊筆的力量。這是第一次人類制造的、基于DNA的自組裝物體能以這種精度施力。
研究人員將機器人跟一個能識別機械感受器的分子結(jié)合起來。這使得機器人能夠到我們的一些細胞上,成為可能并專門對定位在細胞表面的目標機械感受器施加力量以激活它們。而當機械力以微觀尺度施加在我們的細胞上,將觸發(fā)了對許多涉及我們身體正常功能或疾病發(fā)展的細胞過程至關(guān)重要的生物信號。
比如,觸摸的感覺部分取決于對特定細胞受體施加的機械力。除了觸覺之外,這些對機械力敏感的受體還能調(diào)節(jié)其他關(guān)鍵的生物過程,如血管收縮、呼吸、痛覺,甚至是耳朵里的聲波探測。
而這種細胞機械敏感度的功能障礙又涉及許多疾病,包括癌癥——癌細胞在體內(nèi)遷移時會發(fā)出聲音并不斷適應(yīng)其微環(huán)境的機械特性。這種適應(yīng)是可能的,因為特定的力是由機械感受器探測到的,而機械感受器將信息傳遞給細胞骨架。
這樣的工具將幫助研究人員更好地理解涉及細胞機械敏感性的分子機制并發(fā)現(xiàn)對機械力敏感的新細胞受體,為生物科學探索更廣闊的疆域。