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      一、公共醫療機械的概念與特
          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。

              多數人會直接將DNA和遺傳信息的儲存聯系在一起;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,能否將有關加工任務的簡單信息和機械行為或化學行為聯系在一起,”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合在一起;研究者可以通過一種構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換的適配子;當出現那種對一個DNA單鏈的競爭性結合時,而這種單鏈和結合適配子序列的蛋白具有互補的關系,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系;這一系統的局限在于,該系統對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,使它與不活動的發夾形輸出鏈結合起來,而輸出鏈和適配子上的標記物具有互補的關系。連接器和輸出鏈構成了一個類似兩個發夾形狀的環形,它的主干被一種限制酶切開,縮短了輸出鏈的主干,瓦解了發夾結構的穩定性。接著,這一輸出鏈很容易結合到適配子的標記序列上,觸發了蛋白的釋放。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下過度表達并觸發治療性蛋白釋放的單個基因。

              然而,Simmel提出警告說,這種體內的應用雖然有趣,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合一個DNA序列的包裹蛋白。適配子越長,它的二級結構越復雜,它要想通過競爭性結合來觸發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納米技術具有極為寬廣的用途。他說:“它構成了一種小型分子計算裝置的基礎,該裝置可以檢測分子是否存在,決定一些東西然后觸發另一種反應!蹦壳霸絹碓蕉嗟纳飳W家關注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

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