计算机软件将 DNA 折叠成兔子形状

纳米级 3D 打印有望带来新的药物输送方法，现在距离现实又近了一步。将 DNA 折叠成微小的 3D 形状通常需要手动调整，但现在一个研究小组开发了一种完全由软件完成的 DNA 折叠新方法。他们已经尝试将 DNA 折叠成微型兔子模型和其他小形状。这种新的、更有效的方法今天发表在《自然》杂志上。

研究团队创造的结构在生理上是稳定的，这意味着它们不会在体内降解。研究人员希望它们可以立即作为一种将药物输送到体内正确位置的新方法进行尝试。

这种新印刷方法基于 18 世纪早期的一个著名数学问题，即“柯尼斯堡七桥”。柯尼斯堡（今俄罗斯加里宁格勒）位于一座岛屿及其周围，七座桥梁将该岛与城市的其他部分连接起来。问题是，是否有可能设计出一条环形步行路线，通过每座桥一次（但仅一次）即可游览城市的所有四个部分。瑞士数学家莱昂哈德·欧拉发现这是不可能的，并发现了后来被称为欧拉电路的东西。这种类型的电路或环路只有在接触物体或区域的边数为偶数时才会存在。

为了用 DNA 创建一个 3D 物体而不使它缠结，瑞典斯德哥尔摩卡罗琳斯卡医学院的研究人员采用了类似的方法：将单链 DNA 沿着物体的 3D 计算机图形的边缘排列——他们使用了不同复杂程度的物体，包括陶瓷兔子雕像、球和类似人类的图形的扫描图——而不会两次穿过同一条边。计算机算法会尽可能地找到一条路线，当不可能找到路线时（即当顶点数为奇数时），它会引入“辅助”边。

这并不是科学家第一次使用 DNA 构建 3D 物体（即所谓的 DNA 折纸），但这种新方法可能呈现出一种更通用、更高效的设计，因为它允许计算机完全自动化该过程。现在，他们需要找到一种以更便宜、更快的速度创建这些小雕像的方法，这将为它们在药物输送中的应用铺平道路。