可对生物靶标群起而攻之 智能DNA分子纳米机器人模型来了

  智能DNA分子纳米机器人模型以短的单链DNA为骨架,长度通常为100个左右的核苷酸,通过自身折叠形成纳米尺度的结构。在试管液体环境下,智能DNA分子纳米机器人会自动识别目标生物分子,然后迅速集结展开“围攻”,实现对目标生物分子的捕获和信号放大,有助于研究人员对其快速追踪。

  我们所熟知的机器人都是“钢铁战士”,帮助人类完成高危、高难度的工作。如今,生命的遗传物质——脱氧核糖核酸(DNA)为纳米机器人缔造了“血肉之躯”,刷新了人们的认知。

  近日,中国科学院合肥物质科学研究院杨良保研究员课题组与安徽大学等机构合作,构建出了可非线性云集“围攻”生物靶标分子的智能DNA分子纳米机器人模型。有关论文发表于纳米材料领域顶级期刊《纳米视野》。

  用DNA分子造个机器人

  早在20世纪中期,国外学者就提出了分子机器的设想,预测未来只要把纳米机器人放进人体的血液中,它们就能自动抵达病灶,进行手术,治疗疾病。然而,构筑这样的机器人并不容易。超分子化学领域经历50多年的发展,已经可以制备出颇为精巧的“分子马达”“分子算盘”“分子汽车”等人工分子机器。尽管如此,这些人工分子机器无论是其功能性还是多样性,都难以匹敌自然界的分子机器,如蛋白质等。

  作为遗传物质的DNA,有着令人叹为观止的精准组装能力。20世纪80年代,国外学者提出利用DNA分子构建各种具有纳米尺度形状和结构的聚集体的想法,并将其发展成为一个富有活力的DNA纳米技术领域。“这种技术将DNA分子的组装能力发挥得淋漓尽致。结合核酸适配体、核酶、各种刺激响应DNA基元以及DNA链交换反应,人们甚至可以让DNA纳米结构‘动’起来,并在物质和能量的输入下,实现计算、行走、搬运、整理等多种功能。”论文第一作者、安徽大学生命科学学院教师李绍飞表示。

  李绍飞告诉科技日报记者,DNA纳米机器人将纳米尺度的DNA作为结构基础。合理设计DNA分子,可以构筑成具有步移、结构开合、靶标捕获等动态功能的DNA纳米机器人,可应用于分析化学、医学诊断和疾病治疗等多个领域。

  李绍飞说,DNA纳米机器人体积小、特别适用于狭窄的人体循环系统的药物靶向递送。“让DNA纳米机器人靶向递送药物,到达指定地点,定向治疗炎症或清除肿瘤,同时减少在正常组织或细胞的分布,是医学纳米技术的终极目标之一。”李绍飞说。

  不仅能精准送药还能“杀敌”

  “DNA是由4种核苷酸为基本单位连接而成的生物分子序列,特定的核苷酸之间可以相互配对结合。”李绍飞介绍,核苷酸的自身作用力和序列的可编程性,以及快速发展的DNA合成和修饰技术,为DNA纳米机器人行使药物靶向递送功能奠定了基础。

  “将识别和结合肿瘤细胞的分子,包括核酸适配体、肽、抗体和生物小分子等,通过化学方法与DNA连接,就宛如为DNA纳米机器人装载了‘定向导航系统’,可发挥机器人的靶向功能。”李绍飞说,同样,将抗肿瘤药物,包括功能核酸、化疗药物、蛋白质、多肽和纳米颗粒等与DNA结合,可发挥DNA纳米机器人的药物负载和递送功能。

  李绍飞介绍,在传统的药物递送系统里,药物经血液循环,被动到达有效部位的效率非常低。大剂量的使用药物,将在全身产生严重的毒副作用。而DNA纳米机器人,通过与环境作用自我驱动,可将药物有选择地运送到靶向部位,提高靶向部位的药物浓度。

  “由于DNA序列具有良好的生物相容性、相对的化学稳定性,因此DNA纳米机器人也具有这些特点,且还具有药物包裹和药效保护、提高肿瘤细胞对药物的摄取效率等多种独特功能。”李绍飞说。

  “在试管液体环境下,智能DNA分子纳米机器人会自动识别目标生物分子,然后迅速集结展开‘围攻’,实现对目标生物分子的捕获和信号放大,有助于研究人员对其快速追踪。”李绍飞说,这就像一只蜜蜂盯上了目标物,然后召唤其他蜜蜂不断围攻,形成容易被发现的聚集群一样。

  李绍飞介绍,智能DNA分子纳米机器人模型以短的单链DNA为骨架,长度通常为100个左右的核苷酸,通过自身折叠形成纳米尺度的结构,其形状类似于一个发夹。

  智能DNA分子纳米机器人模型由多功能机械臂和备选附件(药物、信号标签、靶标钳夹等)、靶标验证器、智能云集路径控制器和自组装马达等部件组成。每个部件都有各自的“使命”。例如,多功能机械臂可以从混合物中抓取目标分子,然后由靶标验证器检验抓取目标的正确性。在抓取和识别到正确的目标分子后,机器人开始在路径控制器的引导下,按照非线性的路径方式云集,并依赖自组装马达驱动机器人完成云集组装,最终形成大的组装体。当这些部件完成各自“使命”时,目标分子充分“暴露”,只能乖乖“束手就擒”。

  补齐短板方可迎来广阔前景

  早在1959年,诺贝尔物理学奖得主理查德·费曼就提出了纳米机器人的设想,这是药物靶向递送纳米机器人概念的起源。20世纪90年代,纳米技术的兴起,不断推动纳米机器人的发展。2017年,美国科研人员在《科学》杂志上发文,介绍了一款具有分拣功能的DNA纳米机器人,它可以抓住某些分子,并且将它们释放到指定的位置上,这是DNA机器人的重要一步。2018年,我国国家纳米科学中心设计出一种DNA纳米折纸机器人,可携带药物准确寻找到癌细胞的藏身之处。

  “无论是国内还是国外,对DNA纳米机器人的研究仍处于初级阶段,距离临床应用还有很长的路要走。”李绍飞认为,虽然经过几十年的研究和发展,DNA纳米机器人作为新型药物靶向递送系统,不断取得突破。然而,为了满足生物医学应用的实际需求, 纳米机器人在生物安全性、体内跟踪导航、递送效率、可持续地精确操控以及其他方面仍然存在诸多挑战。

  李绍飞表示,他们研究团队成员分别将肿瘤细胞小分子和外泌体等作为靶标,成功对靶标实现了追踪,初步验证了智能DNA分子纳米机器人模型的应用性能。

  尽管目前已经创新了方法原理,并且建立了模型,但李绍飞坦言:“考虑到DNA分子运动的复杂性和表征手段的局限性,以及生物样品的多样性,对模型的应用性能探索空间还很大。”李绍飞表示,下一步,团队将重点优化智能DNA分子纳米机器人模型云集组装效率,并进一步整合优良的信号读出技术,挖掘其在DNA纳米技术、生化分析和生物医学中的应用潜能。

  “特别是针对当前流行传染性疾病,团队正着手探索利用智能DNA分子纳米机器人模型进行超灵敏诊断的可行性。”李绍飞表示,随着计算机科学、材料学、机器人学和医学等学科的发展和学科交叉的融合进步,智能DNA纳米机器人在药物靶向递送中必然拥有广阔的前景和发展空间。

  来源:科技日报

【面对执行法官决绝腾迁的老人,为何最后却送去了一面锦旗?】

近日,农民工老毕把一面写有“办利民之事,怀爱民之心”的锦旗,送到长春市南关区人民法院法官于卓识手上。老毕握住于法官的手说:“于法官,感谢你为我讨回‘血汗钱’。”于法官笑着说:“这是我们应该做的!”

“四个服务”活动开展以来,长春市南关区人民法院认真贯彻落实上级部署,结合实际,充分发挥自身优势,出台多项措施,切实把为群众服务、为企业服务、为人才服务、为基层服务活动推向纵深,取得实实在在的效果。

服务群众有温度

买房是每个家庭的一件大事儿,也是一件喜事儿。然而,家住南关区某小区的梁某买了房却怎么也高兴不起来。

原来,梁某购买了孙某的住房,正当梁某准备搬进新家时,却遭到了孙某母亲刘某的阻拦,刘某声称房子是她的,女儿卖房与她无关,拒不搬出该房屋,无奈梁某将刘某告上了法庭。南关区法院判令住房占有人刘某于判决生效后立即迁出该房屋。

案件进入执行程序后,执行法官考虑到被执行人刘某已74岁高龄,故先期对其进行了走访,耐心倾听刘某的诉求,并表示可以为其租赁过渡性住房,但刘某以生活困难且身患疾病为由拒不腾房。无奈之下,执行法官只能依法对其进行强制腾迁。考虑到被执行人身体状况,执行法官在腾房前做了大量准备,提前准备好轮椅、急救药等物品。腾迁时,刘某又表示其生活困难没有养老保险拒绝腾迁。本着善意执行理念,执行法官全程对刘某进行温言劝说,并表示帮助其协调社区办理低保。刘某又说预交了500元燃气费用望申请人返还。执行法官与申请人沟通无果后,主动垫付了500元钱交于刘某。被执行人被执行法官热心细致的工作触动,于当日配合法官腾迁完毕。

事情到此还没有结束。腾迁结束后,执行法官又多次跑有关部门为刘某办理低保事宜,直至刘某的低保办理完成。看到法官为自己忙前跑后,想想自己当初的无理举动,刘某后悔不已,就花钱做了一面锦旗并亲自送到法院以示感谢。

强制执行是司法工作中保障申请人合法权益的重要方式,但被申请人的合法利益也不容忽视。南关区法院践行善意文明执行理念,将“强制腾房”变为“主动腾空”,在严格依法执行的基础上,依法审慎灵活地采取强制执行措施,努力找准双方利益平衡点,实现法理情有机融合,将法律的“刚性”和善意文明执行的“柔性”相结合,达到了法律效果和社会效果的有机统一,不断提升人民群众的司法获得感和幸福感!

助企纾困有力度

今年5月初,南关区人民法院行政审判庭接到一起涉企非诉执行审查案件。

案件很简单,但是执行起来却难度大,原因只有一个:被执行企业没有钱。长春市交通运输管理局请求法院对吉林省某旅游汽车客运有限公司第三期罚款和滞纳金3万元准予执行。收到材料后,南关法院办案法官第一时间与某公司负责人取得联系,详细了解了未如期缴纳罚款的原因和公司目前的经营情况。该公司负责人表示,公司主要从事客车租赁服务,疫情导致老客户不再有租赁客车的需求,还要支付房租、员工的保障性工资以及客车保险等,正在四处寻找新的订单,确实存在经营困难。办案法官审查后认为,疫情期间,全市实施交通管制,该公司无法进行正常经营,且仍需要支付一定成本,客观上存在经营困难,鉴于该公司在此前已经履行完毕两期缴纳罚款义务,信用较好,本次强制执行申请可以通过协调方式解决,暂缓进入执行程序。办案人遂在立案前通过府院联动机制与申请执行人长春市交通运输管理局的联络员取得联系。经过几次沟通协调,长春市交通运输管理局的委托代理人与该公司负责人就宽缓期限达成一致,该公司负责人承诺于2022年8月末前缴纳剩余罚款。长春市交通运输管理局亦表示如果该公司按时缴纳罚款,同意免除滞纳金。至此,该件案件通过府院联动机制成功化解。

“四个服务”活动开展以来,长春市南关区人民法院以便企、利企为工作的出发点和落脚点,开通涉企行政诉讼绿色通道,力促涉企非诉执行审查案件协调化解,加大涉企金融借款合同纠纷、保险合同纠纷案件的调解力度,以精准的司法服务助力优化营商环境,采取灵活有效措施,帮助企业纾难解困,积极为经济社会健康稳定发展提供司法支持。

案件执行有效度

“三角债”是经济纠纷的难点,也是许多法官不愿意“碰”的案件。前不久,南关区人民法院法官赵伟接手一件这样“棘手”的案件。

曹某在某公司处购买了两套燃气热水器,在自己开办的宾馆中使用。某公司交付设备并通过验收后,只收到了部分设备款项,剩余尾款曹某迟迟未支付,多次催要无果,便将曹某诉至法院。经过法院调解,曹某与某公司达成和解。调解书生效后,某公司不仅没有收到尾款连曹某本人也联系不上了。

接手该案件后,赵伟在查找可执行财产线索时认为,申请执行人某公司出售给被执行人曹某的两套热水器可以作为可执行财产。经多次走访核实,被执行人曹某的宾馆系租赁第三人某酒店的房屋,现在该宾馆被某酒店回收使用,曹某还欠付某酒店租金几百万元。针对法院将要查封热水器的情况,第三人某酒店负责人表示不理解。办案人员对第三人耐心解释,虽然酒店与曹某存在债务纠纷,但并未判决和申请执行,且热水器作为动产,所有权从交付之日起已经转移,法院可以查封曹某名下热水器。酒店负责人听后表示理解,但请求法院在热水器拍卖完毕前由酒店使用。本着善意文明执行、助企服务的精神,在征得某公司的同意后,执行法官采取了“活封”的查封措施,在不影响设备使用的情况下,贴上封条,并告知第三人使用期间应维护设备,不得损坏。酒店负责人对这样的处理结果非常满意,并对法院执行法官表示感谢。

可是,经过评估拍卖程序,设备流拍后应由申请执行人某公司接收,执行法官多次通知第三人停止使用该设备,但第三人一改往常态度,拖延交付,执行法院只得强制腾迁。

当法院进行强制腾迁时,某酒店经理抗拒执行,以没有设备间钥匙为由,拒不配合执行法官工作。赵伟法官早有准备,在公证处的见证下,开锁公司将门锁打开,终于见到了设备。在设备放水期间,执行干警耐心地做第三方的工作,释法明理告知法律后果,劝导第三人放弃不配合的态度,可以考虑将设备买下来。经过执行法官们的多次调解协调,最终申请执行人与第三人达成一致,设备就这样“腾迁”完毕。

终于,一起看似无解的经济纠份案件,被赵伟法官巧妙化解,而且达到三方满意。

“四个服务”活动开展以来,长春市南关区人民法院执行在案件执行过程中,始终秉承善意文明执行理念,灵活运用执行措施,通过刚柔并济的执行方式,寻求多方共赢的结案效果。

小时候,听一些大人讲本地某大哥的传奇故事。说大哥外地“出差”,遇十几个流氓围攻。大哥自知不敌,机智的拿出刀,超自己腿肚子就是一刀,鲜血直流,一下子就把十几个流氓吓傻了。成功脱身!经此一战,大哥在本地威望达到了顶峰!那时我幼小的心灵深处就对大哥满怀钦佩。长大后,越来越觉这故事不对,在大哥扎自己时,为何不选择一拥而上,而选择一哄而散!可现实生活中,这样的故事还是在发生:通过自伤,让敌人不战而退!这是哪家兵法?


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