上海应物所在DNA纳米泵研究方面取得进展

近期，中国科学院上海应用物理研究所研究人员基于界面精确自组装技术实现了质子驱动的DNA纳米泵。相关结果发表于Adv. Mater.（2016,28,DOI: 10.1002/adma.201506407），并被Nature Reviews Materials 杂志作为研究亮点，以Pump fiction 为题进行了专题报道（Nature Reviews Materials 2016, DOI:10.1038/natrevmats.2016.47）。

分子级别的纳米泵在生物体内发挥着重要的生物学功能，如细胞内外水分子的输运以及离子的输运等。模拟并构建纳米泵及其功能实现是纳米技术领域的重要挑战之一。DNA纳米技术为解决这一挑战性问题提供了可能。上海应物所樊春海团队基于DNA纳米技术发展了三维、动态DNA纳米结构，并对DNA纳米器件以及生物分子的界面可控组装开展了系统的研究(Acc. Chem. Res.2010, 43, 631; Acc. Chem. Res. 2014,47, 550)。之前，通过DNA分子自组装发展了刚性的DNA四面体纳米结构并实现了界面可控组装，并实现了基于三维DNA纳米结构界面的电化学生物传感（Adv. Mater. 2010, 22, 4754；Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 2151）。针对纳米泵问题，研究员左小磊通过与樊春海、胡钧等的合作，充分利用DNA纳米结构精确可调的特点，构建了一种质子响应性的动态DNA四面体纳米结构，该纳米结构可根据溶液的pH的变化进行循环往复的结构变化。通过精确界面组装技术将该结构组装到金界面上，他们实现了质子驱动的DNA纳米泵，该纳米泵可用于驱动水分子以及离子的定向运动。这种三维、动态以及有序的界面在生物传感、逻辑器件以及合成生物学中具有重要的应用潜力。（来源：中科院上海应用物理研究所）