科技日报记者 张梦然
美国西弗吉尼亚大学研究人员实现了在原子水平上观察合成DNA，从而了解了如何改变其结构以增强其剪刀功能。更多地了解这些合成DNA反应，或是未来解锁医学新技术的关键。研究结果发表在最近出版的《自然》子刊《通信·化学》上。
原子细节可以为人们提供一个路线图，去构建和改进可广泛适用于医疗界的最新技术，理论上，其可应用于视网膜变性或癌症等疾病的治疗。
此次研究中使用的合成DNA，亦称为DNA酶。与人类DNA不同，DNA酶在实验室中创建，生产成本低廉且能够催化化学反应。研究人员表示，人们通常认为DNA作为人类遗传信息的存储单元是惰性的，然而，在实验室中进化出的某些类型的DNA违背了传统规则。这些DNA可折叠成复杂的形状，能够执行一系列效果显著的“行动”。
研究团队与美国能源部阿贡国家实验室展开合作，通过结晶合成DNA，然后用超强X射线将其摧毁以揭示其结构。实验中，研究人员看到了一个“小臂”的结构，其可伸出“手”找到互补序列的另一部分并将自己夹在一起，类似于魔术贴的连接方式。这些DNA可作为分子剪刀，具有精确的特异性来切割RNA或DNA；或者也可充当胶水，如果有一个导致疾病的突变基因，它们就可把这个DNA带入细胞，让它摆脱导致疾病的蛋白质。
团队表示，这就像人们正在制作一本动画分子书，数百种不同品种的DNA酶都具有自己独特的特性，可应用于人类健康的主题。
这些发现还有助于回答一个30年来未解的关于特定DNA结构的问题，并帮助科学家在不改变DNA本身的情况下让它产生催化反应。