刘冬生研究员发表最新《核酸研究》杂志文章

　　

生物通综合：来自国家纳米科学中心的消息，2007年2月，英国牛津大学出版社的生物化学和分子生物学类的知名杂志《核酸研究》(Nucleic  Acids  Research)发表了由国家纳米科学中心刘冬生研究员、毛有东博士与中科院化学所、北京大学的合作者共同在核酸纳米机器研究方面取得的新结果——pH值调控的核酸纳米舱研究。

 

如图所示，pH值调控的核酸纳米舱是由多个核酸功能单元固定在金表面形成，每个核酸功能单元包含一段单链核酸和一个核酸分子马达；相对于金表面，单链部分靠近衬底，马达部分远离衬底；单链部分的一端通过金硫键固定在金表面，处于关闭状态的核酸分子马达部分在单链远离进表面的一端紧密排列形成一层致密的分子膜，由于核酸的四链结构较单链结构能占据更大的空间体积以及更高的负电荷密度，在核酸四链结构形成的分子膜和金表面之间就形成了一个由单链支撑的纳米量级高度的空间，能够容纳一定量的功能小分子；由于核酸四链结构形成的分子膜比较致密，可以阻止处于此空间中的小分子扩散到外部的溶液中去，所以称此空间为核酸分子纳米舱。

 

当改变溶液的pH值使核酸的四链结构破坏时，变成与下部同样松散的单链后，致密的分子膜不再存在，核酸分子纳米舱中储存的小分子可以被释放到溶液中去。由于核酸马达的可循环性，在其基础上的核酸分子纳米舱同样可以实现多次利用。此外，在适当交变电场的作用下，该核酸纳米容器的关闭时间可缩短到几十秒钟。此结果对于进一步利用集体核酸分子协同运动作为生物大分子机械系统构造原理提供了一种较为理想的模型，并为深入利用核酸分子的结构可设计性，相互作用可设计性，以及协同运动的可设计性，提供了富有意义的探索途径。 该研究得到国家自然科学基金委、科技部、中科院等的大力支持。

 

刘冬生，博士导师，研究员，博士生导师。2002年于香港理工大学获博士学位，之后在英国剑桥大学从事博士后研究，2004年入选中国科学院“****”。目前进行的研究主要是利用生物大分子及其相互作用构建纳米结构和设计纳米器件。近年来在J. Am. Chem. Soc.和Angew. Chem., Int. Ed.等有影响力的期刊上发表文章10余篇。招生专业：物理化学；方向：生物纳米技术、生物纳米器件。

 

国家纳米科学中心（以下简称“中心”），英文名称National Center for Nanoscience and Technology, China(NCNST)，是中国科学院与教育部共建并具有独立事业法人资格的全额拨款直属事业单位。中心于2003年3月22日在北京成立，由中国科学院纳米科技中心、北京大学和清华大学联合发起并组建。

国家纳米科学中心的研究方向，定位于纳米科学的基础研究和应用研究。重点在前瞻性的、具有重要应用前景的纳米科学与技术基础研究。其目标是要建成具有国际先进水平的、面向国内外开放的纳米科学研究公共技术平台和研究基地。

　　国家纳米科学中心的组织机构主要包括：纳米加工与纳米器件实验室、纳米材料与纳米结构实验室、纳米医学与纳米生物技术实验室、纳米结构表征与检测实验室、国家纳米科学中心协作实验室、纳米网站及数据库。（生物通雪花）

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