纳米技术新进展，科学家造出DNA镊子

　　

最近科学家用携带“生命密码”的DNA分子制造出一把纳米级镊子。这个微型工具的每个臂长7纳米（毫米的百万分之一）。美国新泽西州的贝尔实验室（朗讯科技）支持的研究者称他们研制的镊子以更多的DNA为“燃料”可以打开和关闭。

他们开发的这一器具是微型工具研究的一个最新进展，科学家们希望某一天能够用一个个原子造出有用的东西来，如比现在的硅芯片处理功能强大1000倍的电子电路。

这个镊子应用了组成双螺旋DNA的两条链的互补性。在1953年Crick和Watson首次报道，这种盘旋梯子的每一级，是一个两化学碱基之间的连接——A与T，C与G连接。正是这些碱基构成了描述生命的编码“字母”。只有当碱基正确配对的情况下，一条DNA单链与另一条单链之间形成紧密结合。Bernard Yurke博士和他的同事利用这种特点，不仅造出了这样一个小工具，而且操纵它的打开和关闭。

这个镊子含有三个合成DNA单链。两条链作为镊子的两条臂，一条链跨在其它两条链上，起到一种骨架和铰链的作用，以共同维持整个V字形结构。两条臂延伸到足够远，使得一定数目的非配对碱基在骨架以外自由摇摆。当第四条DNA链加入试管中时，它抓住非配对碱基形成拉链，使镊子闭合。只有少量碱基以非配对形式悬挂，使得第五条链将开始闭合的结构——加“燃料”的单元撕开，从而打开镊子。两个“燃料”分子现在形成配对，然后好像一个“耗尽的燃料”一样离开这个分子马达。

牛津大学物理系的Andrew Turberfied博士向BBC记者介绍说：“该设计的巧妙形表现在两个方面。首先是这种镊子可以自组装，然后是他们可以被驱动。设计互补的DNA序列仅仅是件小事，但是关键的是要保证不需要结合的部分不要结合在一起。因此要筛选不同的序列以确保将不需要的相互作用减到最少。”

因为研究者不能用现有的显微技术观察这种DNA镊子，他们依赖荧光现象来检测镊子的开关。一对染料分子“绑”到DNA马达的末端，当激光刺激染料分子，荧光的数值将显示出两末端的距离。

据介绍现在要制造可以实用的分子设备只有两点需要解决：分子组件的装配技术--这可以通过“钳子”方面的知识得到解决，另外就是能够作为晶体管的分子。研究人员已经创造出了分子导线、逻辑门和开关，这些东西可以连接在一起形成一个可以工作的电脑，大小只相当于基于硅芯片的计算机的一部分。

Turberfied说，分子电路的开发至关重要。“我们必须对电子电路的装配进行大的改革，因为常规的程序在今后10到20年中将成为一个难以愈越的障碍。”

在8月9日出版的最新一期《Nature》杂志上有这项研究的具体介绍。