化學家創造 DNA 行者模擬細胞運輸系統

Chemists create bipedal, autonomous DNA walker
http://www.physorg.com/news157901839.html

April 2nd, 2009

紐約大學與哈佛大學的化學家創造出一種兩足的、自主的 DNA「行者（walker）」，能夠模仿細胞的運輸系統。在最近一期的 Science 上描述了這個裝置，那標誌著向更複雜的合成分子馬達系統跨出一步。

生命基石的二種基本要素是 DNA，那將製造蛋白質的指令編碼，以及運動蛋白質（motor proteins），例如驅動蛋白（kinesin），那是細胞運輸系統的一部份。在自然界中，單股 DNA -- 每一個包含附著在骨幹上的四種分子，或鹼基 -- 當它們的鹼基相符時，會自我組裝成雙螺旋體。Kinesin 是一種運動馬達，那從細胞內的某一處運載各種貨物到另一處。科學家已試圖透過建造 DNA 行者以重新創造這種能力。

行者的早期版本，那沿著一 DNA「軌道」移動，無法獨立自主地作用，因而需要在每一步介入。這些先前裝置所面臨的挑戰是協調行者「雙腳」的運動，這樣它們才能以同步的方式移動而不會脫離軌道。

為了創造出能在上面移動的行者，NYU 以及哈佛研究者利用二種 DNA「燃料股」（原站影片中的紫色與綠色部份）。這些燃料股推動行者（藍色）沿著 DNA 軌道前進，因而讓行者與燃料股如一個催化劑單元般運作。

這個系統的改進版是由這種事實所驅動：當每步有更多鹼基對形成時 -- 這種過程能創造出移動所需的能源。當行者沿著 DNA 軌道移動時，它形成鹼基對。同時，燃料股透過與軌道結合並接著釋放行者的雙腳，使行者向前移動，因而讓行者能「跨出好幾步」。

軌道長度為 49 奈米 -- 若軌道為一公尺長，那麼真正的一公尺將相當於地球直徑。

更多資訊請看下列影片：（需安裝 Apple QuickTime Player）
http://www.nyu.edu/public.affairs/videos/qtime/biped_movie.mov .

※ 相關報導：

＊ A Bipedal DNA Brownian Motor with Coordinated Legs
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/324/5923/67

Tosan Omabegho, Ruojie Sha, Nadrian C. Seeman
Science 3 April 2009: Vol. 324. no. 5923, pp. 67 - 71
doi: 10.1126/science.1170336

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