纳米机器人为人造细胞改造带来革命性突破
近日，感谢IT之家网友西窗旧事提供的线索，国际知名学术资讯网站IT之家传来消息，位于德国斯图加特大学的第二物理研究所科研团队取得重大突破——成功开发出一种能够改造人造细胞DNA的纳米机器人。
该团队由多位中国学生和教授组成，其研究成果已在最新一期《自然・材料》杂志上发布（IT之家附DOI: 10.1038/s41563-024-02075-9）。
这一进展为合成生物学的发展提供了全新的工具和技术路径。
细胞的形状和结构对其生物功能至关重要，这反映了在设计和制造中普遍存在的形式追随功能的原则。
如何将这一原则应用于人造细胞一直是合成生物学领域的重要挑战之一。
针对这一难题，斯图加特大学的研究团队通过研发DNA纳米机器人，实现了对合成细胞中脂质膜形状和通透性的精准控制。
脂质膜是生物膜的一种简化模型，由包含水性隔室的脂质双层组成。
它们常用于研究膜动力学、蛋白质相互作用和脂质行为。
而此次，斯图加特大学科研团队利用信号依赖性的DNA纳米机器人，实现了与合成细胞的可编程交互。
这标志着在利用DNA纳米技术调控细胞行为方面迈出了重要的一步。
科研团队利用一种模仿活细胞的简单结构——巨型单层囊泡（GUV），通过DNA折纸技术构造了可重构的纳米机器人。
这些DNA纳米机器人能够在微米尺度上改变周围环境，并成功影响GUV的形状和功能。
研究人员发现，这些机器人的转化可以与GUV的变形以及模型GUV膜中合成通道的形成相结合。
这些通道允许大分子通过膜，并且在需要时可以重新密封。
这意味着通过DNA纳米机器人，我们可以设计GUV的形状和配置，以在膜中形成传输通道。
的合著者Stephan Nussberger教授表示，这次研发出的DNA纳米机器人在GUV上的功能机制在活细胞中并没有直接的生物对应物。
这些能够变形的DNA纳米机器人可以促使GUV变形并形成合成通道，允许大分子如治疗性蛋白质或酶穿越膜。
在需要时，这些通道还可以重新密封。
这表明通过DNA纳米机器人，我们可以实现对GUV形态和配置的设计，从而实现膜内运输通道的形成。
当这一技术应用于活细胞时，将为药物和其他治疗干预措施的管理提供新的可能性。
这项创新技术不仅有望将大型治疗分子有效地输送到细胞中，还为更精确的药物输送和先进的治疗干预措施铺平了道路。
未来，随着技术的不断进步和研究的深入，斯图加特大学科研团队的这一成果有望为合成生物学、药物开发和生物医学工程等领域带来革命性的变革。
斯图加特大学的这项研究是合成生物学领域的一大突破，它利用DNA纳米机器人实现了对人造细胞脂质膜形状和通透性的精准控制。
这一技术有望为药物输送和治疗干预措施提供更精确、更高效的方法，为人类健康带来更多的希望和可能性。
我们期待这一技术的进一步发展和应用，为合成生物学和医学领域带来更多的创新和突破。
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