新研究用DNA分子组装类生命“软机器人”
美国和中国科研人员近期合作设计出一种以DNA(脱氧核糖核酸)为材料构成的类生命“软机器人”,可通过自身新陈代谢为驱动实现自主运动,未来有望用于开发生物芯片等。 发表在新一期美国《科学·机器人学》杂志上的研究显示,在这一系统中,DNA分子被合成组装为一种层级结构,在可提供能量的液体中按指令、自动地进行生长与降解。 研究显示,这种“软机器人”从只有55个核苷酸碱基的DNA分子增殖数千万倍,形成几毫米长的DNA水凝胶。在反应液中,胶体首端生长、尾端降解,从而获得动力,可以像黏液菌一样逆流运动。 论文通讯作者、美国康奈尔大学生物和环境工程学教授罗丹对新华社记者说,正如人需要在有氧的空气环境中进行新陈代谢,这种“类生命材料”需要从微流系统中获得“营养”,实现人工“新陈代谢”从而进行自主运动。 罗丹说,数十亿年前,生命也是从几种分子进化而来的。“虽然我们并未制造一个活物,但这比以往的材料更像生命,且未来具有自我进化的可能性”。 ......阅读全文
化学所用外消旋分子组装手性结构识别与检测手性分子
手性分子与手性结构广泛存在于自然界中,手性分子的合成与拆分,手性分子识别以及手性结构的形成与功能化是分子化学、超分子化学的重要课题之一。在国家自然科学基金委和科技部的大力支持下,中国科学院化学研究所胶体界面与化学热力学院重点实验室的科研人员,在超分子手性、手性纳米结构的构建以及分子识别方面取得了
智能型DNA纳米机器人来了!
1月11日,2021中关村国际前沿科技创新大赛总决赛在京举行,可用于肿瘤治疗的智能型DNA纳米机器人亮相大赛成果展,吸引了众多与会人员的关注。据介绍,智能型DNA纳米机器人项目成果来源于中国科学院国家纳米科学中心研究员聂广军团队,是国家自然基金委与北京市自然基金委促成的第一个优秀成果落地转化项目。智
DNA分子杂交的意义
分类学上不同物种的DNA分子之间可以进行分子杂交,但是,远缘物种的DNA分子之间进行杂交分子的可能性远比近缘物种的要小得多。例如,细菌与真核细胞DNA分子之间形成杂交分子的可能性很小;不同细菌的 DNA分子之间杂交时,能形成某些互补片段;人的DNA分子与小鼠的 DNA分子之间杂交时,只有少量的人DN
美揭示大豆细胞膜自组装分子机制
美国马里兰大学研究人员开发出一种新的计算模型,首次利用全原子力场模拟构建了大豆细胞膜的详细结构。这一成果对膜蛋白研究具有重要价值,有助于推动生化药剂、生物燃料等产品的开发。 细胞膜是防止细胞外物质自由进入细胞的屏障,它保证了细胞内环境的相对稳定,使各种生化反应能够有序运行。对于细胞膜结构和行为
组装调控的超分子多色荧光体系
近日,华东理工大学化学与分子工程学院、费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心曲大辉教授课题组在超分子化学调控化学发光的研究中取得了重要进展,相关研究成果发表在Nature Communications 上。 发光可控的荧光材料在生物成像、发光二极管、传感器以及光电器件等领域具有潜在的应用价值,如何实
新算法将更好组装DNA序列-检测特殊遗传突变
刊登在国际杂志Bioinformatics上的一项研究论文中,来自杨百翰大学(Brigham Young University)的研究人员开发了一种新方法来进行人类基因组的装配,而且这或许可以帮助鉴别引发常见遗传障碍的新型突变。 这种新方法依赖于一种新算法,其可以非常敏感地检测DNA序列的特异
DNA—纳米粒子自组装胶体可带来智能材料
据物理学家组织网近日报道,瑞士联邦理工学院(EPFL)和英国剑桥大学科学家合作开发出一种技术,用DNA链给纳米粒子涂上一层涂层,能控制并引导两种不同胶体的自动组装。这种胶体粒子可用于制造新奇的自组装材料,如智能递药补丁、随光变色的新奇涂料等。相关论文发表在《自然·通讯》杂志上。 胶体是一种
我国学者提出DNA纳米自组装新方法
记者从合肥工业大学获悉,该校化学与化工学院李育林研究员课题组提出了一种全新的调控方法,使DNA纳米自组装不再依赖特殊结构设计即可实现动态控制,进一步拓宽了DNA纳米材料的应用前景。相关成果日前发表于国际著名学术期刊《德国应用化学》,并被评选为热点论文。 由于其精巧的纳米结构以及超强的组装能力,
生物活性分子体内原位构筑超分子组装体研究获新进展
随着纳米生物技术和纳米医药的发展,生物活性分子体内原位构筑超分子组装体的概念越来越受人们的重视。实现对聚合物的可控组装调控,对改进材料在体内的生物效应和安全性,具有重大意义。但是,由于生物医用材料在体内的生物过程极其复杂,如何实现聚合物在病生理条件下的组装调控,是医用高分子领域极具挑战性的科学问
一种用于构筑活性超分子组装体的简单的分子平台
受控的聚合方法,例如原子转移自由基聚合,已经通过赋予人造大分子相当的结构精确度而使聚合物化学发生了革命。通过开发具有各种组成和拓扑结构的均聚物和嵌段共聚物的简便制备方法,即活性聚合方法,给聚合物在太阳能电池制备,纳米光子器件以及生物医药方面的应用铺平了道路。在超分子聚合物化学领域,目前正在向精密
新型机器人比跳蚤还小!组装技术获多篇顶刊封面
史上最小的遥控步行机器人来了,它们只有半毫米宽,体积还不及一个跳蚤,可以行走、弯曲、扭曲、拐弯和跳跃。 这些小可爱们能在狭窄空间内执行重要任务。比如在微创手术中扮演手术助手的角色,由于体型非常小,它们可以轻而易举进入人体开展工作——清除阻塞的动脉、止血或消除恶性肿瘤等等。 这种微型机器人的创
新型机器人比跳蚤还小!组装技术获多篇顶刊封面
史上最小的遥控步行机器人来了,它们只有半毫米宽,体积还不及一个跳蚤,可以行走、弯曲、扭曲、拐弯和跳跃。 这些小可爱们能在狭窄空间内执行重要任务。比如在微创手术中扮演手术助手的角色,由于体型非常小,它们可以轻而易举进入人体开展工作——清除阻塞的动脉、止血或消除恶性肿瘤等等。 这种微型机器人的创
新策略实现硅基微机器人的合理化组装构建
近日,暨南大学化学与材料学院副教授王吉壮、教授李丹团队与合作者,在前期光驱动硅纳米线马达研究的基础上,进一步开发了基于金属-绝缘体-半导体(MIS)结构的光磁复合硅基微马达,通过能带结构优化将磁性金属Ni引入MIS结构的一体化构造,在保证优异光电化学性能的基础上,增强了方向的操控性。此外,磁性元素的
新策略实现硅基微机器人的合理化组装构建
近日,暨南大学化学与材料学院副教授王吉壮、教授李丹团队与合作者,在前期光驱动硅纳米线马达研究的基础上,进一步开发了基于金属-绝缘体-半导体(MIS)结构的光磁复合硅基微马达,通过能带结构优化将磁性金属Ni引入MIS结构的一体化构造,在保证优异光电化学性能的基础上,增强了方向的操控性。此外,磁性元素的
DNA纳米机器人:精准抑癌不再难
无论国籍、种族,几乎所有人都“谈癌色变”。尽管某些癌症已经不再是“不治之症”,但毕竟是少数。根据2018年2月国家癌症中心发布的最新一期全国癌症统计数据,我国平均每天超过1万人被确诊为癌症,每分钟就有7个人被确诊为癌症。其中,肺癌和乳腺癌分别位居男女性发病的首位。 攻克癌症长久以来都是科学家
编程DNA机器人可刺激细胞膜
科学家找到了一种方法让DNA与人体内的细胞膜进行交流,为在脂质体中制造“微型生物计算机”铺平了道路,这种计算机在生物传感和mRNA疫苗中有潜在的用途。澳大利亚新南威尔士大学的Matthew Baker和悉尼大学的Shelley Wickham共同领导了这项近日发表于《核酸研究》的进展。 研究者
全DNA纳米机器人可探索细胞过程
用DNA建造一个微型机器人,并用它来研究肉眼看不见的细胞过程——这不是科幻小说,而是法国国家健康与医学研究院(Inserm)、国家科学研究中心和蒙彼利埃大学的科学家们认真研究的主题。这种高度创新的“纳米机器人”能够更密切地研究在微观水平上施加的机械力,这对许多生物和病理过程至关重要,代表了一项
单分子测序改善微生物基因组组装
美国国家生物防卫分析和反制中心的研究人员近日在《Genome Biology》上发表文章,介绍了SMRT技术在微生物基因组组装上的应用。他们认为,单分子测序数据能降低测序费用,并带来更多完整的基因组,改善微生物基因组数据库的质量。 随着测序费用的不断下降,测序项目的数量也在不断上升。G
中国科大超分子自组装的表征研究获进展
1月8日,国际学术期刊《美国化学会志》在线发表了中国科学技术大学教授梁高林课题组题为Alkaline Phosphatase-Triggered Simultaneous Hydrogelation and Chemiluminescence 的研究成果,报道了用化学发光信号表征超分子自组装的成
化学所寡肽分子可控组装研究获新进展
分子组装是自然界生命体形成的主要方式。近年来,人们开发了系列寡肽分子作为组装基元,构筑了多种功能纳米结构体系,并将其应用于基因转染、组织工程及肿瘤治疗。其中,作为阿兹海默症的β-淀粉样多肽纤维的主要识别序列,二苯丙氨酸(由两个苯丙氨酸分子缩合得到的芳香性线性二肽)由于结构简单、组装性能优异引起广
化学所在短肽分子手性可控组装方面获进展
β-淀粉样蛋白多肽的核心识别序列—苯丙氨酸二肽不仅具有超强的自组装能力、易于化学修饰和生物降解等优点,还具有天然的手性特征。以苯丙氨酸二肽作为模仿生物体手性组装的简易模型,对于理解Aβ纤维的结构基础、构建超分子手性材料具有重要意义。 中国科学院化学研究所胶体、界面与化学热力学院重点实验室李峻
四零件组装分子机器,成功解密新陈代谢开关
原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/6/503079.shtm “这项研究是纤维细胞生长因子领域的全新发现,彻底推翻过去近三十年科学界对于FGF信号激活机制模式的固有认知”,李校堃表示,“完成了FGF信号激活胞外区域的‘最后一张拼图’。”
于军:DNA分子之神奇
如果我告诉你,DNA也许并不是生命起源初始时必需的大分子(基本上包括核苷酸、蛋白质和多糖)“建筑材料”,你相信吗?如果我告诉你,DNA是被它的“兄弟”——大分子RNA(组成RNA和DNA的基本单元在分子结构上只差一个氧原子)“挟持”到生命的“最小独立复制单元”——细胞里来的,你相信吗?如果我告诉
DNA分子克隆的几个概念
在体外将DNA分子片段与载体DNA片段连接,转入细胞获得大量拷贝的过程中DNA分子克隆(或基因克隆)。其基本步骤包括:制备目的基因→将目的基因与载体用限制性内切酶切割和连接,制成DNA重组→导入宿主细胞→筛选、鉴定→扩增和表达。载体(vecors)在细胞内自我复制,并带动重组的分子片段共同增殖,从而
DNA分子杂交技术的简介
DNA分子杂交的基础是,具有互补碱基序列的DNA分子,可以通过碱基对之间形成氢键等,形成稳定的双链区。在进行DNA分子杂交前,先要将两种生物的DNA分子从细胞中提取出来,再通过加热或提高pH的方法,将双链DNA分子分离成为单链,这个过程称为变性。然后,将两种生物的DNA单链放在一起杂交,其中一种
简述DNA分子杂交的意义
分类学上不同物种的DNA分子之间可以进行分子杂交,但是,远缘物种的DNA分子之间进行杂交分子的可能性远比近缘物种的要小得多。例如,细菌与真核细胞DNA分子之间形成杂交分子的可能性很小;不同细菌的 DNA分子之间杂交时,能形成某些互补片段;人的DNA分子与小鼠的 DNA分子之间杂交时,只有少量的人
简述DNA分子杂交的意义
分类学上不同物种的DNA分子之间可以进行分子杂交,但是,远缘物种的DNA分子之间进行杂交分子的可能性远比近缘物种的要小得多。例如,细菌与真核细胞DNA分子之间形成杂交分子的可能性很小;不同细菌的 DNA分子之间杂交时,能形成某些互补片段;人的DNA分子与小鼠的 DNA分子之间杂交时,只有少量的人
简述DNA分子杂交的意义
分类学上不同物种的DNA分子之间可以进行分子杂交,但是,远缘物种的DNA分子之间进行杂交分子的可能性远比近缘物种的要小得多。例如,细菌与真核细胞DNA分子之间形成杂交分子的可能性很小;不同细菌的 DNA分子之间杂交时,能形成某些互补片段;人的DNA分子与小鼠的 DNA分子之间杂交时,只有少量的人
聚焦“超分子组装”--建设“高分子结构与动力学”研究平台
鸡蛋煮熟后为何会凝固?肥皂为何能去除污物?如何精准控制材料的功能与性质……这些看似寻常的问题中蕴含着丰富的科学原理,是基础研究领域科学家们孜孜以求的课题。 11月21日至23日,美国工程院院士Edwin L. Thomas,欧洲科学院院士Egbert W. Meijer,以色列科学院、欧洲科
研究发现DNA支架能自组装成单电子器件
据美国电气和电子工程师协会《光谱》杂志官网近日报道,芬兰科研人员研究发现,DNA(脱氧核糖核酸)支架无需低温环境,就能够自组装成固定模型,并将纳米颗粒融合到功能性结构中,集成单电子器件。相关成果发表在近期《纳米通讯》杂志上。 DNA支架技术是纳米生物学的重要组成部分。DNA分子除具有基因的