由 DNA 构建的微小机器人

来自 Inserm、CNRS 和蒙彼利埃大学的科学家在蒙彼利埃的结构生物学中心使用 DNA 构建了一个微小的机器人。该纳米机器人可能会导致对微观水平上应用的机械力进行更深入的研究，这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

我们的细胞面临着在微观尺度上施加的机械力，这些力会触发生物信号，这些信号对于许多细胞过程的正常功能和某些疾病的发展至关重要。

细胞机械敏感性功能失常参与了各种疾病，其中受影响的细胞在体内迁移，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受体检测到，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，以预定义的形式自组装 3D 纳米结构。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，并且首次可以应用和控制一个力，分辨率为 1 皮牛顿，即一万亿分之一牛顿。一个牛顿可以与手指点击笔的力相比。

这一新发展是第一次使用人类制造和自组装的 DNA 基础对象，可以以这种精度施加力。

该团队将机器人与一种识别机械受体的分子耦合，使得可以将机器人引导到某些细胞。他们还可以将力特异性地施加到细胞表面局部化的机械受体上以激活它们。

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了解细胞机械敏感性涉及的分子机制，并且可能会导致发现新的对机械力敏感的细胞受体。

“设计一个能够在体外和体内应用皮牛顿级别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，机器人的生物相容性既可以被视为体内应用的优势，也可能代表一种弱点，即对可以降解 DNA 的酶敏感。因此，我们的下一步将是研究如何修改机器人的表面，使其对酶的作用不那么敏感。我们还将尝试找到机器人的其他激活模式，例如使用磁场，”贝洛特说。