新研究用DNA分子組裝類生命“軟機(jī)器人”

美國(guó)和中國(guó)科研人員近期合作設(shè)計(jì)出一種以DNA（脫氧核糖核酸）為材料構(gòu)成的類生命“軟機(jī)器人”，可通過(guò)自身新陳代謝為驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)自主運(yùn)動(dòng)，未來(lái)有望用于開(kāi)發(fā)生物芯片等。

發(fā)表在新一期美國(guó)《科學(xué)·機(jī)器人學(xué)》雜志上的研究顯示，在這一系統(tǒng)中，DNA分子被合成組裝為一種層級(jí)結(jié)構(gòu)，在可提供能量的液體中按指令、自動(dòng)地進(jìn)行生長(zhǎng)與降解。

研究顯示，這種“軟機(jī)器人”從只有55個(gè)核苷酸堿基的DNA分子增殖數(shù)千萬(wàn)倍，形成幾毫米長(zhǎng)的DNA水凝膠。在反應(yīng)液中，膠體首端生長(zhǎng)、尾端降解，從而獲得動(dòng)力，可以像黏液菌一樣逆流運(yùn)動(dòng)。

論文通訊作者、美國(guó)康奈爾大學(xué)生物和環(huán)境工程學(xué)教授羅丹對(duì)新華社記者說(shuō)，正如人需要在有氧的空氣環(huán)境中進(jìn)行新陳代謝，這種“類生命材料”需要從微流系統(tǒng)中獲得“營(yíng)養(yǎng)”，實(shí)現(xiàn)人工“新陳代謝”從而進(jìn)行自主運(yùn)動(dòng)。

羅丹說(shuō)，數(shù)十億年前，生命也是從幾種分子進(jìn)化而來(lái)的。“雖然我們并未制造一個(gè)活物，但這比以往的材料更像生命，且未來(lái)具有自我進(jìn)化的可能性”。

研究人員還讓不同“軟機(jī)器人”展開(kāi)“賽跑”，由于環(huán)境的隨機(jī)性，其中一個(gè)會(huì)最終勝出。他們還在開(kāi)發(fā)能對(duì)外界特定刺激（比如光或食物等）做出特定反應(yīng)的類生命材料。未來(lái)這種“類生命系統(tǒng)”有望用來(lái)開(kāi)發(fā)生物芯片進(jìn)行基因檢測(cè)，還可用于無(wú)細(xì)胞體系來(lái)生產(chǎn)活性蛋白質(zhì)。