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科技日報訊 （實習(xí)記者張佳欣）用DNA建造一個微型機器人，并用它來研究肉眼看不見的細胞過程——這不是科幻小說，而是法國國家健康與醫(yī)學(xué)研究院（Inserm）、國家科學(xué)研究中心和蒙彼利埃大學(xué)的科學(xué)家們認真研究的主題。這種高度創(chuàng)新的“納米機器人”能夠更密切地研究在微觀水平上施加的機械力，這對許多生物和病理過程至關(guān)重要，代表了一項重大的技術(shù)進步。相關(guān)研究發(fā)表在最新一期《自然·通訊》雜志上。

人體細胞受到微觀尺度上施加的機械力的影響，觸發(fā)了許多細胞過程所必需的生物信號，這些細胞過程涉及人體的正常功能或疾病的發(fā)展。例如，觸覺感知在一定程度上取決于對特定細胞感受器施加機械力。除了觸摸，這些對機械力敏感的感受器（稱為“機械感受器”）能夠調(diào)節(jié)其他關(guān)鍵的生物過程，如血管收縮、痛覺、呼吸，甚至檢測耳朵中的聲波等。

這種細胞機械敏感性的功能障礙與癌癥等許多疾病有關(guān)。癌細胞通過探測并不斷適應(yīng)其微環(huán)境的機械特性在體內(nèi)遷移。機械感受器可檢測到特定的力，將信息傳遞給細胞骨架。

目前，科學(xué)家們對這些涉及細胞機械敏感性的分子機制的了解仍然非常有限。已有的幾種技術(shù)可用于施加受控力量并研究這些機制，但存在局限性。

為了找到替代方案，Inserm研究員加埃坦·貝爾特領(lǐng)導(dǎo)的研究小組決定使用DNA折疊方法，即用DNA分子作為構(gòu)建材料，以預(yù)定義的形式自組裝3D納米結(jié)構(gòu)。

研究人員設(shè)計了由3種DNA折疊結(jié)構(gòu)組成的納米機器人，其大小與人類細胞的尺寸相兼容，首次使施加和控制分辨率為1皮牛頓（即1牛頓的萬億分之一）的力成為可能。這是人類制造的、基于DNA的自組裝物體第一次能夠如此準確地施力。

該團隊首先將機器人與一種識別機械感受器的分子連接起來。這使機器人有可能指向人體的一些細胞，并專門向定位在細胞表面的定向機械感受器施加力以激活它們。

研究人員表示，這種工具對于基礎(chǔ)研究非常有價值，因為它可用來更好地了解細胞機械敏感性的分子機制，并發(fā)現(xiàn)對機械力敏感的新的細胞受體。有了納米機器人，科學(xué)家們還能夠更精確地研究在施力的什么時刻，生物和病理過程的關(guān)鍵信號通路在細胞水平上被激活。