新年第一期出版的國際納米界權(quán)威雜志《納米通訊》封面一反以往的虛擬畫面,而是三個“筆跡”稍有歪扭的“DNA”字母。這3個字母可不是用筆寫出來的,而是通過納米操縱技術(shù),用單個DNA分子長鏈書寫的,每個字母長僅300納米、寬200納米。日前,《納米通訊》用整整4頁篇幅,圖文并茂地報道了這項納米科技與生物學結(jié)合的重大突破。
這項成果是中科院上海原子核研究所、交通大學胡鈞、李民乾兩位研究員領(lǐng)銜的課題組與德國莎萊大學科學家合作取得的,展現(xiàn)了人類在生物大分子納米成像與操縱方面的又一巨大進步。 人類DNA分子鏈長達1米,纏結(jié)如線團,緊緊裹在細胞核內(nèi)。 中德研究人員應用原子力顯微鏡等納米顯微術(shù),對單個DNA進行納米級“分離手術(shù)”:先小心翼翼地將糾纏一團的DNA分子鏈完整地拉直,并交叉鋪疊成網(wǎng)格狀兩維網(wǎng)絡(luò),再利用原子間的相互作用,對分子鏈進行切割、彎曲、修剪,終于“寫”出“DNA”三個字母。
用DNA書寫“DNA”究竟有何意義?李民乾介紹,納米是個極其微觀的世界,1納米只有十億分之一米。在納米的尺度里,物質(zhì)的許多屬性會發(fā)生巨大變化。
把卷曲的DNA分子鏈拉直并書寫,表明人類可以讓單個DNA分子鏈展現(xiàn)其精細結(jié)構(gòu),并可操縱它實現(xiàn)分子結(jié)構(gòu)改性,形成納米結(jié)構(gòu)或圖形,使人類得以在更小的世界、更深的層次上探索生命的奧秘,如可對基因突變進行快速精確的探測,提高搜索致病基因突變位點的速度和精確度;進行分子級手術(shù),改造基因;在納米電子學、機械等方面也有廣泛的應用價值。