由DNA完全构造的微型机器人

由Inserm、CNRS和蒙彼利埃大学的科学家在蒙彼利埃结构生物学中心完全使用DNA构造了一个微型机器人。该纳米机器人可以更深入地研究在微观水平上应用的机械力，对于各种生物和病理过程非常重要。

该研究发表在Nature Communications上。

细胞机械敏感性

我们的细胞面临微观尺度上的机械力，这些力会触发生物信号，对于许多细胞过程和身体的正常功能或某些疾病的发展至关重要。

细胞机械敏感性功能失常与多种疾病有关，其中受影响的细胞会在体内迁移，周围环境和适应其微环境的机械性质。这一适应性仅仅是因为特定的力被机械感受器检测到，并将信息传递给细胞骨架。

我们目前对细胞机械敏感性涉及的分子机制的了解非常有限，因此由Inserm研究员Gaëtan Bellot领导的研究团队在结构生物学中心（Inserm/CNRS/蒙彼利埃大学）决定使用一种称为DNA折纸法的替代方法。

DNA折纸法

DNA折纸法可以使用DNA分子作为构建材料，实现预定义形状的三维纳米结构的自组装。这种技术在纳米技术领域取得了重大进展。

该团队使用这种方法设计了一个“纳米机器人”，它由三个DNA折纸结构组成。它与人类细胞的大小兼容，并且第一次实现了以1皮牛顿的分辨率应用和控制力，相当于一牛顿的万亿分之一。一牛顿可以与手指点击钢笔的力相比。

这种新发展是第一次实现人造和自组装的DNA基对象能够以这种精度应用力。

该团队将机器人与一种识别机械感受器的分子耦合，使得机器人可以定向到我们的一些细胞。他们还可以特异性地将力应用于细胞表面的靶向机械感受器以激活它们。

该工具可能对基础研究非常有价值。它可以帮助专家更好地理解细胞机械敏感性涉及的分子机制，并可能导致发现新的对机械力敏感的细胞受体。

“设计能够在体外和体内应用皮牛顿力的机器人满足了科学界日益增长的需求，并代表了一项重大技术进步。然而，机器人的生物兼容性可以被认为是体内应用的优势，但也可能代表对能够降解DNA的酶的敏感性的一种弱点。因此，我们的下一步将是研究如何修改机器人的表面以使其对酶的作用不那么敏感。我们还将尝试使用磁场等方式激活我们的机器人，”Bellot说。