納米機(jī)器人 DNA機(jī)器人

　　　或許未來(lái)數(shù)十年后，成群的DNA機(jī)器人能夠用來(lái)探尋人體病變的信號(hào)。 　　 　　在紐約某個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的高腳杯里，有只“蜘蛛”正在利用“折紙工藝”鋪筑的 　　“軌道”上蹣跚前行。此“蜘蛛”其實(shí)是用DNA――即指揮合成蛋白質(zhì)的雙螺旋鏈條“編寫(xiě)”而成的微型機(jī)器人。
　　作為一個(gè)機(jī)器人，科學(xué)家希望這種“蜘蛛”在將來(lái)某天可以完成指定的任務(wù)，比如為細(xì)胞做手術(shù)、清除細(xì)胞內(nèi)外的各種垃圾等。目前，不需要任何外界的電池或其它驅(qū)動(dòng)，只通過(guò)吸收天然DNA之間相互作用的能量，DNA機(jī)器人就可以自我調(diào)整，獨(dú)立行走。
　　哈佛大學(xué)生物化學(xué)家威廉?什荷說(shuō)，“隨著分子學(xué)的發(fā)展，人們已經(jīng)接近對(duì)分子的行為進(jìn)行編程。正如電子器件從最初的計(jì)算器到如今的iPhone4一樣，我們的目標(biāo)是研發(fā)出精密的DNA機(jī)器人，它們可以感知周圍環(huán)境、在不傷害健康細(xì)胞的情況下去除病死組織�！�
　　當(dāng)前，最先進(jìn)的DNA機(jī)器人形似蜘蛛，有3到4只腿，可以在精密折疊的DNA軌道上行走。有些機(jī)器人可以走到50步，而有些扭動(dòng)著胳膊，甚至可以在沿途捎帶幾個(gè)納米顆粒。
　　要DNA蜘蛛控制世界還為時(shí)尚早，它們還是蹣跚學(xué)步的孩子，只能實(shí)驗(yàn)性地在充滿分子的環(huán)境里走兩步，而且還得科學(xué)家為其鋪設(shè)專門(mén)的軌道。
　　不過(guò)總有一天，它們的功能將不可限量。它們將在極小的尺度上進(jìn)行工作，而這些尺度對(duì)于宏觀的實(shí)驗(yàn)儀器來(lái)說(shuō)，根本難以企及。DNA機(jī)器人也將發(fā)現(xiàn)人體癌變細(xì)胞，利用自身攜帶的納米手術(shù)刀，它們就可以完成癌癥的治療。
　　
　　那么，什么原理讓DNA機(jī)器人動(dòng)起來(lái)呢?
　　
　　通常情況下，細(xì)胞內(nèi)的DNA以雙螺旋結(jié)構(gòu)存在，也是所有生命形態(tài)的密碼，它穩(wěn)定且惰性，只有在制造蛋白質(zhì)的過(guò)程中才會(huì)彎曲。如今科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，DNA的基本組成單元即A、T、G和C四種堿基，由于A和T配對(duì)并吸引，而G和c也同樣吸引，所以利用特殊的編程，就可以實(shí)現(xiàn)兩條DNA鏈條――像兩條腿一樣，分離――合并，合并―分離……就像人走路一樣。
　　還有必不可少的一點(diǎn)，那就是DNA機(jī)器人必須走在特殊的路上――通過(guò)折紙工藝編制的DNA面上，或稱DNA折紙。DNA折紙由加州理工學(xué)院合成分子生物學(xué)家保羅-羅斯穆德所創(chuàng)。2006年，羅斯穆德利用一列DNA長(zhǎng)鏈，來(lái)回折疊嵌套，直到出現(xiàn)二維的DNA折紙：納米三角，五角星，甚至是笑臉形狀。
　　DNA折紙為機(jī)器人提供了絕好的軌道，利用這個(gè)二維的平面，科學(xué)家就可以為機(jī)器人編程，用來(lái)控制它的行動(dòng)。但目前的情況并不令人樂(lè)觀，因?yàn)楫?dāng)DNA機(jī)器人爬過(guò)折紙之后，折紙則被撕裂而廢棄，所以機(jī)器人只能向前，不能后退，而折紙也不能重復(fù)使用。
　　不過(guò)科學(xué)家對(duì)此充滿信心，有人指出，總有一天DNA機(jī)器人可以脫離人造折紙，穿越細(xì)胞膜，在細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境行走自如。它們將有能力和不同的分子進(jìn)行配合，從而實(shí)現(xiàn)自由行走。
　　對(duì)于DNA機(jī)器人的前景，也有些研究人員持懷疑態(tài)度，認(rèn)為對(duì)于諸如DNA機(jī)器人等納米機(jī)器人的功能，最好不要太過(guò)樂(lè)觀�！翱茖W(xué)家能制造出相當(dāng)于人體大小十億分之一的可行走機(jī)器人，聽(tīng)起來(lái)確實(shí)誘人，但是利用它來(lái)操控納米元件，以完成各種任務(wù)，則顯得太過(guò)飄渺。”加州理工學(xué)院生物工程師奈爾斯，皮爾斯說(shuō)。
　　因此，工程師們正在不遺余力地開(kāi)展這些納米機(jī)器人的功能實(shí)驗(yàn)，以便發(fā)現(xiàn)它們的新用途�！坝袝r(shí)候，某個(gè)領(lǐng)域的成果往往在其它領(lǐng)域大展身手�！逼�爾斯說(shuō)。
　　或許未來(lái)數(shù)十年間，成群的DNA機(jī)器人就能夠用來(lái)探尋人體病變的信號(hào)。這些機(jī)器人能夠相互通信，以聯(lián)手發(fā)現(xiàn)病變組織，且利用某些納米藥粒殲滅病變細(xì)胞。

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