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    機器人幫人類完成高危工作 DNA機器人應用于醫療

    2020-12-14

      目前在很多領域,智能機器人已經可以幫人類完成高危、高難的工作。如今的機器人已不再只是“鋼鐵戰士”,生命基本物質——DNA(脫氧核糖核酸)賦予納米機器人“血肉之軀”。
      
      這種“麻雀雖小五臟俱全”的DNA機器人,能在納米尺度上執行任務,因此它可以在人體細胞內發揮作用,這也讓很多科研人員看到了其在醫療領域的廣闊前景。在11月1日舉行的第三屆科學家論壇科學前沿話題講堂上,中科院院士、上海交通大學化學化工學院教授樊春海圍繞DNA制成的納米級機器人做了專題報告,表達了其對DNA機器人治療疾病的樂觀設想。他認為,總有一天,基于DNA的機器、基于DNA的自組裝機器、基于DNA的納米機器人,可用來治療人類疾病。
      
      和傳統的DNA相比,DNA框架具有更穩定的結構,不容易被體內的外切酶降解,從而更加準確有效地進入細胞,向人體內遞送靶向藥物。
      
      框架核酸可以賦予機器人一些動態功能,而且這些功能是可控的。目前DNA序列設計技術發展很快,出現了很多軟件,可以精準設計出DNA鏈和鏈之間相互識別、作用的序列。
      
      目前,DNA機器人的效率也需要提高。 比如來自美國加州理工學院的錢璐璐教授研究出的一種可移動DNA機器人,它邁出一步需要5分鐘,一步只能移動6納米,單個機器人用了接近一天的時間才將6個不同的“貨物”運送到指定位置。
      
      之前都是把藥物做成小分子,在人體內漫無目的地擴散到各個部位。后來出現了靶向藥,就是在藥物上增加識別病灶的分子靶點。而用DNA機器人可以制作智能升級版靶向藥。
      
      齊浩強調,DNA機器人本身并不治病,它只是一個載體,可以攜帶藥物精準到達病灶或者病灶周邊,進行操作精準給藥,以增加現有藥物的效力。
      
      而且除了帶貨、識別、運輸、卸載藥物,DNA機器人還可以被裝載上更多的“邏輯門”,以實現更多的功能和操控。研究人員曾制作過一個DNA機器人盒子,盒子里可攜帶治療腫瘤的藥物,通過設計識別功能,“盒子機器人”可準確找到腫瘤細胞,并且通過識別預先設計好的分子信號,打開盒子門。這個開門的操作就可以設計“和”或者“或”的邏輯門,滿足兩個條件打開門或者滿足兩個條件中的一個就開門。
      
      DNA機器人,能在納米尺度完成這么多復雜的操作,讓科研人員看到了它在醫療領域前景可期。有專家表示,這種微小的機器人甚至可以完成定位,操作一臺小型手術。
      
      不過與大多數新生事物相同,DNA機器人應用于醫療,還有很多關鍵的問題需要解決,其中最主要的就是生物安全性。
      
      DNA是人類的遺傳信息,使用DNA做成機器人進入人體細胞進行治療,就相當于外源DNA進入人體,可能存在與人類DNA相互作用、整合到人類基因組的情況,對人類自身遺傳信息的穩定性產生影響。
      
      目前的科研人員都還在DNA機器人的構建層面進行研究,它的功能還沒那么強大。未來DNA機器人的技術一旦成熟并進入到應用層面,生物的穩定性和安全性等問題就會凸顯出來。
      
      [文章鏈接:儀表網 https://www.ybzhan.cn/news/detail/87772.html]

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