导语：医生们知道我们需要更聪明的药物来对付坏人。希望是，利用十亿分之一米大小的微型机器人可以来拯救癌症，直接将药物输送到失控的癌细胞。为了制造这些纳米机器人，欧洲的研究人员正转向生命的基本组成部分――DNA。

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mso-font-kerning:1.0000pt;">只有在癌症医学中，我们的目标是攻击并杀死我们自己的细胞军团。但是健康的细胞经常被卷入，这就是为什么癌症治疗会对患者造成严重的副作用。

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mso-font-kerning:1.0000pt;">医生们知道我们需要更聪明的药物来对付坏人。希望是，利用十亿分之一米大小的微型机器人可以来拯救癌症，直接将药物输送到失控的癌细胞。为了制造这些纳米机器人，欧洲的研究人员正转向生命的基本组成部分――DNA。

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mso-font-kerning:1.0000pt;">现在的机器人有各种形状和大小。最强大的工业机器人之一能举起两吨多重的汽车。但是像硅这样的材料在最小的尺度上就不那么适合了。

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mso-font-kerning:1.0000pt;">丹麦奥尔胡斯大学的化学家和DNA纳米技术研究员库尔特?哥特夫教授说，虽然你可以在固体硅上制作非常小的图案，但你不能真正将其制作成100纳米以下的机械设备。这就是DNA起作用的地方。哥特夫教授说，DNA螺旋的直径只有两纳米。一个红细胞的直径约为6000纳米。

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乐高积木

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mso-font-kerning:1.0000pt;">意大利罗马大学的纳米技术专家Tania Pati?o博士说，DNA就像乐高积木。她解释说，你可以把这些小积木拼成任何你想要的形状。继续类推，DNA由四个不同颜色的块组成，其中两种颜色成对出现。这使得它们可以预测。

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mso-font-kerning:1.0000pt;">一旦你把一条DNA块串在一起，另一条DNA块就会成对出现。科学家们已经学会了如何将DNA串联在一起，从而产生分裂和弯曲。戈特夫教授说，通过巧妙的设计，你可以扩展DNA链，这样你就拥有了三维结构。预测它是如何折叠的就变的很容易。

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mso-font-kerning:1.0000pt;">Pati?o博士正在她的DNA机器人项目中开发自我推进的DNA纳米机器人。她说，DNA是高度可调的。我们可以用软件告诉我们哪个序列产生哪个形状。这对于其他材料来说是不可能的。

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mso-font-kerning:1.0000pt;">尽管DNA纳米机器人要应用于人类还有很长的路要走，Gothelf教授说，未来10年我们不会看到任何基于此的药物，但我们正在实验室里取得进展。科学家们已经可以从病毒中获得一串DNA，然后用软件设计出更短的DNA片段，使其与这串DNA配对并弯曲成理想的形状。Gothelf教授说，这种神奇的技术被称为DNA折纸(DNA origami)。它让科学家可以用DNA制造出3D机器人。

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mso-font-kerning:1.0000pt;">Gothelf教授的研究实验室做了一个带盖子的DNA盒，这是一个早期的突破。后来，另一个研究小组制造了一个桶形机器人，当它识别出癌症蛋白质时就能打开，并释放抗体片段。人们正在采用这种策略，以便有一天DNA机器人能够接近肿瘤，与之结合，释放出杀伤物质。

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mso-font-kerning:1.0000pt;">Pati?o博士说，有了纳米机器人，我们可以对肿瘤进行更精确的输送。我们不希望我们的药物被送到全身。她现在在Francesco Ricci教授的实验室，该教授的工作是研究用于检测抗体和药物输送的DNA设备。

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mso-font-kerning:1.0000pt;">与此同时，Gothelf教授领导的网络DNA- robotics正在培训年轻科学家，让他们为DNA机器人制造可以执行某些动作的部件。Gothelf教授正在研究一种类似自行车手刹车的“螺栓和电缆”，在一个地方施加的力会改变DNA机器人的另一个部分。该网络的一个关键理念是“即插即用”，即制造的任何部件都将与未来的机器人兼容。

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血液

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mso-font-kerning:1.0000pt;">除了执行特定的功能，大多数机器人都可以移动。DNA机器人太小了，无法与我们的血液抗衡，但仍有可能利用酶把它们改造成有用的小引擎。

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mso-font-kerning:1.0000pt;">Pati?o博士之前开发了一种DNA纳米开关，可以感知环境的酸度。她的DNA装置还可以作为一个自我推进的微型马达，这要归功于一种酶，它可以与我们体内常见的脲酶分子发生反应，并充当能量来源。Pati?o博士说，这种化学反应可以产生足够的能量来产生运动。

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mso-font-kerning:1.0000pt;">移动对于纳米机器人到达它们需要到达的地方很重要。我们可以将这些机器人注射到膀胱中，它们利用脲酶获取化学能量并移动，Pati?o博士说。在未来，这种移动将帮助他们更有效地治疗肿瘤或疾病部位，而被动纳米颗粒不能移动。最近，Pati?o和其他网站报道，当将装有纳米马达的纳米颗粒注射到老鼠的膀胱中时，它们比不动的颗粒分布得更均匀。

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mso-font-kerning:1.0000pt;">纳米机器人或许可以通过我们体内的屏障，而不是在血液中游泳。Pati?o博士指出，大多数药物输送问题是由于这些生物屏障，如粘膜层造成的。这些屏障是用来抑制细菌的，但通常会阻碍药物。Pati?o博士的自推进DNA机器人可能会改变这些屏障的渗透性，或者仅仅是通过它们。

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稳定

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mso-font-kerning:1.0000pt;">纳米颗粒可以从病人的膀胱中排出，但这一选择在身体的其他地方就不那么容易了，在那里生物可降解的自毁机器人可能是必要的。DNA是一种理想的物质，因为它很容易在我们体内分解。但这也可能是一个缺点，因为人体可能会在DNA机器人完成工作之前迅速咀嚼它。科学家们正致力于覆盖或伪装DNA，并加强化学键以提高稳定性。

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mso-font-kerning:1.0000pt;">另一个潜在的缺点是，裸露的DNA片段可以被免疫系统视为细菌或病毒敌人的迹象。这可能会引发炎症反应。到目前为止，还没有DNA纳米机器人被注射到人体内。尽管如此，Gothelf教授相信科学家能够解决这些问题。

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mso-font-kerning:1.0000pt;">事实上，稳定性和免疫反应是信使rna疫苗的开发人员必须克服的障碍。信使RNA疫苗是一种将遗传指令送入体内的纳米颗粒。戈特夫教授说，Moderna和辉瑞(Pfizer)的新冠肺炎疫苗(Covid-19)有一种经过修饰的寡核苷酸链，这种寡核苷酸链是在一个纳米囊泡中制成的，所以它接近于一个小型纳米机器人。他预测未来DNA纳米机器人将把药物精确地送到需要的地方。例如，一种药物可以通过一种特殊的连接物连接到DNA机器人上，这种连接物会被一种只存在于特定细胞内的酶切断，从而确保药物在特定位置释放。

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mso-font-kerning:1.0000pt;">但是DNA机器人并不仅仅适用于纳米医学。Gothelf教授将有机化学与DNA纳米机器人相结合，使光沿着只有一个分子宽度的导线传输。这将进一步缩小电子设备。DNA机器人可以帮助最小规模的制造，因为它们可以将分子放置在令人难以置信的微小但精确的距离上。

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mso-font-kerning:1.0000pt;">不过就目前而言，医学上的DNA机器人是大多数科学家梦寐以求的。戈特夫教授说，你可以制造出比现在更智能、更具体的结构。这有可能制造出全新一代的药物。