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一、公共醫(yī)療機械的概念與特
一種新型DNA納米裝置，具有決定蛋白能否從一種標記性DNA適配子上釋放出來的能力；其發(fā)生條件是需要一種專門的DNA分子，它與適配子之間不存在著互補性的序列。
多數(shù)人會直接將DNA和遺傳信息的儲存聯(lián)系在一起；但對于像來自德國慕尼黑大學納米科學研究中心的Friedrich Simmel這樣的物理學家來說，情況并非完全如此！霸诠ぷ髦形覍NA所感興趣的是，能否將有關(guān)加工任務的簡單信息和機械行為或化學行為聯(lián)系在一起，”他解釋說：“一方面你知道了DNA編碼，但同時DNA也具有一定的機械特征！
為了弄清楚DNA的兩面特征，他帶領(lǐng)自己的研究小組一直致力于DNA適配子的研究。適配子通過一種特定序列的方式和其它分子結(jié)合在一起；研究者可以通過一種構(gòu)象變化誘導適配子將這些分子釋放出來。在以前的工作中，Simmel設計出了一種可自由轉(zhuǎn)換的適配子；當出現(xiàn)那種對一個DNA單鏈的競爭性結(jié)合時，而這種單鏈和結(jié)合適配子序列的蛋白具有互補的關(guān)系，適配子就能被誘導釋放出凝血酶蛋白。DNA輸入序列和適配子具有互補的關(guān)系；這一系統(tǒng)的局限在于，該系統(tǒng)對DNA輸入序列具有嚴格的要求。Simmel的目標就是將輸入序列與對蛋白釋放所必需的序列分開。
在近日發(fā)表于《核酸研究》上的一篇文章中，他的研究小組介紹了這樣的一種DNA裝置：它包含有四條DNA鏈和一個帶有可選擇的短序列標記的適配子。輸入鏈取代連接器DNA分子中的保護鏈，使它與不活動的發(fā)夾形輸出鏈結(jié)合起來，而輸出鏈和適配子上的標記物具有互補的關(guān)系。連接器和輸出鏈構(gòu)成了一個類似兩個發(fā)夾形狀的環(huán)形，它的主干被一種限制酶切開，縮短了輸出鏈的主干，瓦解了發(fā)夾結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。接著，這一輸出鏈很容易結(jié)合到適配子的標記序列上，觸發(fā)了蛋白的釋放。從原則上講，輸入鏈可源于任何序列，比如說在一些疾病狀態(tài)下過度表達并觸發(fā)治療性蛋白釋放的單個基因。
然而，Simmel提出警告說，這種體內(nèi)的應用雖然有趣，但離具體應用仍很遙遠。一種警告是，并非所有的適配子都愿意釋放它們的結(jié)合一個DNA序列的包裹蛋白。適配子越長，它的二級結(jié)構(gòu)越復雜，它要想通過競爭性結(jié)合來觸發(fā)分子釋放就會更加困難。Simmel提出的第二個問題就是高背景值；這一蛋白大約有30%的部分獨立于一種輸入信號而被釋放出來。但是，Simmel很自信地認為，這種情況可通過增加輸出主干的長度獲得彌補，因此使其在裂開之前減少伸展的傾向性。
雖然目前這一可自由切換的適配子DNA裝置僅僅是一種體外裝置，Simmel卻認為這種DNA納米技術(shù)具有極為寬廣的用途。他說：“它構(gòu)成了一種小型分子計算裝置的基礎(chǔ)，該裝置可以檢測分子是否存在，決定一些東西然后觸發(fā)另一種反應！蹦壳霸絹碓蕉嗟纳飳W家關(guān)注DNA不僅能儲藏信息，而且還與他們共事的物理學家學習如何利用DNA的雙重功能；順著這一思路，這一裝置將會被成功地應用于體內(nèi)
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