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

第7课 视觉化你的目标
11.为了生存和发展,各种形态的生命都要为自己的成长聚拢所需的物质,我们的精神也遵循同样的法则、采取同样的方式。获得所需材料的最可靠的途径是最完善的发展自身,聚拢最优秀的材料。其实这对于你来说并不难,因为你拥有超过五百万的精神建筑工,它们的名字是脑细胞,它们时刻待命,为你的宏伟事业冲锋陷阵。这些细胞不停的创造并重塑着身体,而除此之外,他们还能够进行一些精神活动,把进一步完善所需要的物质聚拢到自己身边。你是个富有的老板,因为你的体内还有数以亿万计的精神建筑工,每一位都有足够的智慧去领悟并作用于所接收到的信息或建议,帮助你在关键时刻做出英明的决断。
12.大部分人都喜欢创新,讨厌重复,其实重复是十分重要的事。只有不断地在头脑中重复精神图景,它才能够变得清晰无误。重复不是无用功,每一次重复的过程都会使图像比先前更加生动立体,而图像清晰准确的程度与它在外在世界中的展示成正比。你的思考能力无边无际,这意味着你的实践能力无边无际,足以让你创造出一切你自己渴想拥有的外部环境。你必须在内在世界,在你的心灵中牢牢地把握它,直至他在外在世界中显现出自己的形象。
13.有的人总认为自己很无力,总希望从“外在世界”中寻求力量和能力,从内心以外的各个角落寻找力量,这实在是太荒唐了。其实最强大的力量在人的内心之中,但令人十分扼腕惋惜的是,许多人丝毫没有察觉到自己拥有这样巨大的力量,这样超自然的能力。有朝一日这种力量一旦从他们的生命中彰显出来时,他们准会被自己吓一跳,他们会发出这样的感慨,“原来我是如此的强大啊!”
14.永远不要受外部环境的影响,让我们仅仅是设想蓝图,让我们的世界美丽丰饶,外在世界自然会表达、彰显你在内心拥有的状态。一块白布上有一个小黑点,如果你把自己的目光一直聚集在这个黑点上,那么这个黑点就会被无限放大,最终挡住你的视线,使你看不到白布,虽然白布才是主体。这样的做法带来的结果是:你因为一个小黑点失去了整块白布。
15.诚挚的愿望将带来自信的预期,而这些反过来又会由于坚定的渴求而进一步增强。愿望、自信和渴求必将带来成就的辉煌,因为内心的愿望是感觉,自信的预期是想法,而坚定的渴求是意志。感觉为想法赋予活力,而意志使之坚强不移,直至“生长法则”使愿景成为现实,这些都是不争的事实。设想一幅精神图景,让它清晰、完美、明确;牢牢地把握它;方法和手段会随之而来,只因你在正确的时间,用正确的方法,去做正确的事情。
16.所有人都希望得到金钱、权力、健康、富足,却没透彻因果矛盾的道理,有善因才有善果,天下没有免费的午餐。有许多人无不积极的去追逐健康、力量及其他外部条件,但似乎没有成功 ,这是因为他们在和“外部”打交道。相反,只有那些不把目光专注于外部世界的人,他们只想需求真理,只要寻求智慧,而智慧就赐予他们,力量的源泉就会向他们敞开,认识到自己创造理想的力量,而这些思想,最终将会投射在客观世界的结果中。他们会发现智慧在他们的想法和目标中展现出来,最终创造出他们渴望的外在境遇。
17.在很多时候,我们就像是一个刚刚开始换牙的孩子,总是好奇地用手去摇动松动的牙齿,总是不自觉地用舌头去碰刚长出的新牙。毫无疑问,在这种情况下,牙齿经常会长得畸形。我们想要做一些事情;我们需要帮助;我们沉陷于忧虑之中无法自拔,我们表现出来的也是忧虑、恐惧、悲愁。而这正是许许多多的人在自己的精神世界中所做的事情。
18.对于那些胸怀勇气和力量的人来说,引力法则必将带来富裕丰饶;而对于那些常常怀抱着匮乏、恐惧的想法的人来说,引力法则必将带来穷困潦倒、匮乏短缺。由此可见,一切都在于你怎么想,怎么做。
19.只要我们拥有一颗开放的心灵,应运而生、应时而动,我们就能做比以前更多更好的工作,新的渠道将不断出现;新的大门将为我们敞开。思想是能量之源,它产生的动力足以推动财富的车轮,我们在生活中遭遇的所有经历,都取决于此。思想的力量,是获取知识的最强有力的手段。没有什么是超出人类理解力的,但要利用思想的力量。
20.自己是否能够坚持这个自我,抑或是像大多数人一样随波逐流?是不是时常感觉到自我与形体同在?这是你每天都要问自己的问题,并且要在内心深处寻找答案。当蒸汽机、动力织布机以及其他每一次技术进步和改良措施被提出来的时候,都遭遇过强烈的反对,不过这并不影响它们走进我们的生活。不要永远只是被引导,要勇于担当引导者。

#书评[超话]#这本书相较前两本来说,相似的是依旧在寻找,出场的女性依然带有神秘色彩且最后都悄然离去;不同的是这本书多了些哲理性,层次与深度也更上一层。这本书开始着眼于更深层次的话题,关于二战和右翼以及年轻一代如何寻找正确的出路的思考。这只羊拥有能左右人类的力量,羊代表着恶。不管是羊博士还是“先生”,他们曾经都被羊入侵自己身体,或者说愿意被羊侵入自己身体,因为他们都想得到那股力量,欲望正是羊入侵成功的原因。他们与羊融合为一体,也是与恶融合为一体,不惜为此牺牲他人,只为成全自己的野心。破坏、占有、控制带来的是自我毁灭与自我崩溃。而“我”与鼠代表着二战后迷茫的一代,面对这股恶势力,他们所能做的只是毁灭,毁灭源头,得到新生。

这本书的不足之处在于对事物和情绪的描写太多了,减少了故事性,读来过于琐碎。


发布     👍 0 举报 写留言 🖊   
✋热门推荐
  • 春风,你就像读书人博得功名后的狂欢,“春风得意马蹄疾,一日看尽长安花”;就像有情人发自内心的爱意,“春风十里扬州路,卷上珠帘总不如”;就像失意人登台眺望的豁达,
  • #TFBOYS[超话]##如果你可以# 2013和2023我毫不犹豫选择了20232013—2023之间你们吃了非常多的苦和付出了非常多的努力才走到了今天,我怎
  • 刚才说到我们人类也是能量体,那么人体也是自带磁场的存在,我们的能量随时随地都和地球产生互动,我们也容易受到宇宙能量的影响,地球的影响,我们身边的环境以及同伴的影
  • 今天睡到中午才依依不舍的离开我软绵绵的大床,深秋的杭州带着一点点寒意,最喜欢这样的 ​​​​月月桂 她是被遗忘的好像我一样只有蜘蛛懂得欣赏在她的叶与枝之间架起了
  • 2.为缓解交通压力,乡宁西、西交口、河津北收费站入口只允许绿通车辆上高速。★G55二广高速太长段,因疫情防控,屯留东收费站出口内、外广场车通行缓慢,去往太原方向
  • 为了解答这些问题,英国思想家安东尼•吉登斯男爵在《现代性的后果》中为现代性的制度变革提供了一套全新的阐释框架,展示出人们对时间、空间、信任和个人亲密关系等概念的
  • 21年12月11日对桑普多利亚首发出场81分钟,进1球,(场上位置:中锋)。22年2月16日对都灵首发出场82分钟,进1球,(场上位置:中锋)。
  • 当前,国内房地产行业已经过了一年多的持续调整和全面收缩,有分析人士指出,随着投资逻辑的改变,类似华侨城(亚洲)这样有代表性的企业所处赛道的价值将被重新认知。3、
  • 这样的事俄国领导层已经实践了一个多世纪——犯下战争罪行,然后试图隐藏它们或将责任推给他人。苏联人射杀了波兰战俘,折磨并杀害了乌克兰political priso
  • 我受伤了上世纪80年代中后期,我的河滩上热闹非凡,一些爱好广泛的人为寻踪鸟儿而来,我的鸟儿朋友们都害怕被捕捉,逐渐离开了我。“我对浩门河记忆犹新,小时候,尤其在
  • ”秦昊自娶了静姐,事业与财富以肉眼可见的速度发达起来,无论拍戏还是上综艺,都既有热度,还能加分,何也?2013年,当45岁的静姐直面秦昊约邀,直拒道:“我是想结
  • 但此石依我所见仍有疑点,最核心的还是通体一致,缺乏层次的油润包浆。哈佛大学艺术博物馆对此石的判定年代为18世纪,此石背面有较多修治痕迹:1-2 孔洞的凿痕3剪
  • 【之前嫌弃泡面现在也只能打脸了[允悲]毕竟太饿了】看了郭敬明的#晴雅集# ,一改他小时代留下的印象,以后他如果坚持这样的调调,我会花钱去看的。#棉花美娃娃[超话
  • #乐游复利研究所的小宇宙[超话]##亲爱的小孩大结局太好哭了##被禾禾的乖巧懂事整破防了#没想到最终救禾禾的是肖路的前老板老苏,他跑去医院看禾禾,看到乖巧懂事的
  • 加入噩梦难度】近来经常在单机游戏中展开长线运营规划的育碧在今天为《刺客信条:英灵殿》更新了1.3.1版本。在这个最新的版本当中,育碧除去修复Bug、优化游戏体验
  • 《該禁的不禁 不該禁的你亂禁[開學季]》——p1-p314號中午發現什麼互動都無法進行,一開始是以為我私信跟別人發“收款碼”這三字而導致賬號異常。第二的早上再次
  • #云报全媒体走进曲靖# 【从山水田园到“诗和远方” 沾益九龙:打造城乡融合发展“新样板”】距沾益城区5分钟左右的车程,九龙山下有一个充满诗情画意的山水田园村。#
  • #心情日记# 最近发生了太多的事,亲人不能说,朋友不能倾述,唯有#微博[超话]#能让我发泄情绪套用#安居# 里面的海清说的“我要谢谢你,谢谢你在我加班12个小时
  • 还要好好练舞【#河南严查疫情防控中一刀切劝返等行为#】4月24日,记者从河南省政府新闻办召开的“河南省物流保通保畅促进产业链供应链稳定”新闻发布会上了解到,河南
  • 关于摩羯座|陶白白1.摩羯座一旦心动,没有个三五年走不出来.2.十个摩羯座九个疯,别不信,要不你就试试,不是她疯就是你疯.3.十二星座之首摩羯座,若是爱你会到处