利用納米技術(shù)，該DNA機(jī)器人可以廣泛用于生物醫(yī)藥等多種領(lǐng)域。

15日，《科學(xué)》雜志上有一篇論文詳細(xì)介紹了一種由單鏈DNA構(gòu)成的機(jī)器人Nanobot，該機(jī)器人可以自主地對特定分子進(jìn)行拾取，然后將其放在特定的位置。其中，這項工作是由加州理工大學(xué)的生物工程助理教授錢露露（音譯）的實驗室團(tuán)隊完成的。

通過機(jī)器人的功能描述，我們可以知道它類似于現(xiàn)實生活中的分揀機(jī)器人。談到分揀機(jī)器人，我們潛意識里對其的認(rèn)識就是工業(yè)中專用于分揀的機(jī)械臂，它們是一種具備傳感器、物鏡和電子光學(xué)系統(tǒng)的機(jī)器人，可以快速進(jìn)行貨物分揀。

不過本文將要介紹的機(jī)器人，如果放在現(xiàn)實空間中，它應(yīng)該更接近一種家用分揀機(jī)器人。但是在家用機(jī)器人中，我們還尚未遇見可以分類收拾物品、打掃房屋的機(jī)器人。

想象一下，如果存在的話，它可以在家中四處閑逛，然后將你隨處亂扔的襪子放在洗衣機(jī)中，將你隨處亂放的碗筷送入洗碗機(jī)中。

NANOBOT|設(shè)想

首先，關(guān)于為什么將其取名為Nanobot？

對于這一問題，錢露露解釋道：“就像大家將機(jī)器人送到火星那么遙遠(yuǎn)的地方來執(zhí)行任務(wù)，我們希望將分子機(jī)器人也送到一個人類無法到達(dá)的地方，如血液，以幫助人類完成我們無法完成的任務(wù)。我們的目標(biāo)是設(shè)計和制造一個可以執(zhí)行復(fù)雜納米力學(xué)任務(wù)——“貨物”分揀的機(jī)器人。”

NANOBOT|構(gòu)造

那么，該研究團(tuán)隊是如何實現(xiàn)對這一機(jī)器人的構(gòu)想呢？

為此，研究人員構(gòu)造了三個可用于組裝DNA機(jī)器人的基本模塊：一條有兩只腳的腿，有一只手的手臂和用來識別下落點(diǎn)并向手指發(fā)出指令的模塊。其中，腿用來走路，手用來抓取分子。

值得注意的是，組成這些模塊的成分都是單鏈DNA中的核苷酸。而利用DNA來設(shè)計機(jī)器人的關(guān)鍵在于充分利用其獨(dú)特的化學(xué)和物理性質(zhì)。

因為單鏈DNA由核苷酸的四種不同堿基組成，縮寫分別為A、G、C、T，它們在人體內(nèi)是按照順序排列的，也就是我們熟知的序列，并且核苷酸以特定對結(jié)合，如堿基對A和T、G和C。所以研究人員就利用這些性質(zhì)，將其編程。

詳細(xì)來看，已知，單鏈DNA是可以強(qiáng)制解旋雙螺旋結(jié)構(gòu)的DNA鏈，每個解旋和結(jié)合過程的速度和消耗的能量是可以被估計的，利用這一點(diǎn)，研究人員就可以控制機(jī)器人Nanobot的速度和估算其執(zhí)行任務(wù)時所需要耗費(fèi)的能量。

因此，根據(jù)需要，研究團(tuán)隊將DNA機(jī)器人的腿部和腳設(shè)計成所需的長度（如實驗中，研究人員將其設(shè)計為6納米。）通常情況下都只是人類步長的百分之幾。

NANOBOT|實驗

實驗中，錢及其團(tuán)隊設(shè)計并構(gòu)造了一個可以游走在分子表面并且拾取兩種不同分子的機(jī)器人，這兩種分子分別是熒光黃色染料和熒光粉紅色染料。

首先，研究人員將兩種顏料分散在分子表面的不同區(qū)域里，因為熒光色彩可以幫助研究人員看見分子，隨后他們讓DNA機(jī)器人收集游離在空間中的分子并將分子歸到原位。

實驗結(jié)果表明，該機(jī)器人在24小時內(nèi)成功地將游離的分子歸到原位，分別是三個粉紅色和三個黃色，沒有誤差。對此，研究團(tuán)隊表示，如果采用更多的機(jī)器人，將會極大縮短任務(wù)的完成時間。

此外，研究人員還設(shè)計了輔助機(jī)器人運(yùn)動的“操場”，限制其運(yùn)動空間，以便于實驗中的測試研究。

總結(jié)

對于該機(jī)器人的應(yīng)用，錢表示：“我們不會為任何特定的場景應(yīng)用開發(fā)DNA機(jī)器人，實驗室的目標(biāo)是希望可以開發(fā)一款通用DNA機(jī)器人。然而，我希望其他研究人員可以將該技術(shù)用于實際的生產(chǎn)應(yīng)用，如用DNA機(jī)器人從人造分子工廠的組成部分合成治療化學(xué)物質(zhì)，或在垃圾中分選分子成分進(jìn)行回收利用。”

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