DNA故事

奈米摺紙術-多面體 DNA (Polyhedron DNA)-下
台中市立雙十國民中學自然領域王淑卿老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

請參閱：奈米摺紙術-多面體DNA(Polyhedron DNA)-上、中

2009年8月份科學期刊（Science）刊載德國慕尼黑科技大學教授笛茨（Hendrik Dietz）和美國哈佛大學教授施（William Shih）與道格拉斯博士（Shawn Douglas）等人論文「將DNA摺成扭轉及彎曲之奈米形狀（Folding DNA into Twisted and Curved Nanoscale Shapes）」，文中表示已成功研發出程式化自我組裝製程，以奈米摺紙術製作出3維彎曲的DNA奈米結構，這是第一次非直接拗折DNA結構，而是先經電腦程式設計出一束束交叉連接的DNA雙螺旋片段，合成產生後再插入或移除設定的含氮鹼基對，使DNA束依設計需求產生右旋或左旋的扭轉或彎曲。笛茨教授等人研發出能精準控制所合成的DNA形狀，其人工合成DNA中有種直徑50nm的海灘球外形的線框囊狀物（wireframe capsule），直徑只有 50 奈米，也有圓形齒輪狀或彎曲的管狀及囊狀（註4）。這些組件經組裝後可以合成一個更大、更複雜或其他用途的奈米工具。例如可作為奈米機器人可以裝載奈米結構藥物，跨過如細胞膜等生物屏障，達到治療效果，或是進入血管清除如膽固醇等有害物質。

註4圖片來源http://bionano.physik.tu-muenchen.de/Source/curved_shapes_sticker.png

奈米摺紙術-多面體 DNA (Polyhedron DNA)-上
台中市立雙十國民中學自然領域王淑卿教師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

註1 圖片來源http://www.nature.com/nature/journal/v452/n7184/images/nature06597-f1.0.jpg

自1953年，華生（James Watson）和克里克（Francis Crick）發現DNA雙螺旋構造（DNA double helix）以來，DNA的構造、功能與應用一直是熱門的研究範疇。DNA的構造以4個含氮鹼基A和T、G和C以互補形式分別排列於兩股上，並且能正確的自我複製（self-replication）和自我組裝(self-assembly)。A、T、G、C就像4個密碼儲存於電腦磁帶般建立了生物體內龐大的遺傳密碼資訊。

1990年，由美國能源部和國家衛生研究院啟動人類基因組計劃(Human Genome Project，HGP)，應用生物資訊學（Bioinformatics）的技術以基因定序（Genome Sequencing）解讀出人類23對染色體中約30億個核苷酸(nucleotide) 的含氮鹼基（nitrogenous bases）組成排序，並研究出人類約2萬5千個基因(gene)的所在位置及功能。

註2 圖片來源 http://metamodern.com/b/wp-content/uploads/2008/12/Nature_origami.jpg