拿 DNA 來當建構材料！美研發新軟體 DNAiS 讓 DNA 可形成奈米級的 3D 物件

美國杜克大學（Duke University）與亞利桑那州立大學（Arizona State University）的研究團隊聯手開發一新軟體，透過演算法可將線狀 DNA 分子設計成奈米大小的立體結構物件，此創新的研究成果近期發表於 Science Advances 期刊中。

利用 DNA 結構「建構」，可應用於分子傳遞、藥物運輸等多領域

DNA 有如生命的藍圖，所有遺傳指令皆搭載於其中，然而對於某些人來說，它可是建構的材料。

自 1980 年代以來，科學家就持續研究如何將 DNA 作為建構材料，目前可建構的模型為簡單的立方體、金字塔等，表面粗糙的幾何形狀。但要設計出曲面結構，則是讓科學家很頭痛的棘手挑戰。

來自亞利桑那州立大學的 Hao Yan 教授及其研究團隊指出，透過讓 DNA 形成彎曲的幾何結構，可能為分子傳遞、藥物運輸及奈米分子合成等多領域帶來革命性的影響。因此，該團隊針對 DNA 奈米結構開發出了前所未知的多層自動化設計工具，期望未來有機會可應用於醫學影像，甚至是成為金屬奈米顆粒的模具。

DNA 由四個鹼基所組成，分別為 A、T、C、G，在細胞中以 A 與 T 、C 與 G 的模式配對，形成階梯般的構造。研究團隊因此透過折疊數個長單鏈 DNA 及結合上百個短 DNA 鏈，再將其固定，設計出具有特定序列的 DNA 鏈，並對其進行編碼，以拼湊出不同的形狀。

研究團隊開發了名為 DNAxiS 的軟體，其可將 DNA 雙股螺旋盤繞成同心圓，再相互堆疊以形成特定形狀。而為增加其結構的穩定性，研究團隊還為額外其加裝一層 DNA。有趣的是，該軟體可透過演算法來確保短鏈 DNA 固定的位置，以確保長鏈 DNA 環能連接彼此，形成特定形狀。

研究團隊指出，雖然此 DNA 結構設計軟體離實際應用還需要數年的光陰，但研究成果已是為 DNA 建構材料賣出一大步。