DNA折纸术，美国一位科学家将手工折纸艺术发展到了一个新高度：用DNA分子、而非纸作为材料。DNA折纸术是近年来提出的一种全新的DNA自组装的方法，是DNA纳米技术与DNA自组装领域的一个重大进展。与传统的DNA自组装技术不同，DNA折纸术通过将一条长的DNA单链（通常为基因组DNA）与一系列经过设计的短DNA片段进行碱基互补，能够可控地构造出高度复杂的纳米图案或结构，在新兴的纳米领域中具有广泛的潜在应用。

中文名

DNA折纸术

外文名

DNA origami

创始人

Paul W.K.Rothemund

分类

纳米领域

应用

用DNA分子

基本介绍

DNA折纸术

首先选择折叠物的形状，用折叠的长串DNA分子形成这一形状的大体支架，接着把用电脑生成的短串DNA分子与其“钉”在一起，最后再在电脑上进行修改。美国威斯康星大学的埃德·史密斯在<自然>杂志有关DNA折纸术的一篇评论中写到：“这项研究显现出来的结果确实令人吃惊不已。”

在用DNA分子制作各种图形时，罗斯蒙德先借助纳米仪器，画好折叠物的形状，然后用折叠的DNA长链把这个形状填满。而DNA短链就是固定折叠的DNA长链的“图钉”，有了它们，DNA长链组成的图形才不会散开。罗斯蒙德用计算机计算每一个作品所需DNA短链的数量，然后将这些DNA短链“钉”在长链构成的支架上，就构成了各种图案。

每个DNA短链都有两个分支，就像一个“V”字。每个分支都由特殊的碱基顺序构成，分别与DNA长链上的两个不同区域结合在一起。例如，DNA短链的左支包含ATG片断，而右支包含CGA片断，那么当它与DNA长链结合时，左支就会找到长链上含有TAC的部分，然后附着在上面。而右支也会以同样的方式附着在排序为GCT的片断上。

罗斯蒙德介绍说，将DNA长链和短链一起放入一种碱性溶液加热后，它们就会自动结合在一起，组合成人们想要的图案。整个过程完全是自动组装的，全过程可预先在电脑中设置，根本无需亲自动手，就连高中生都可以完成操作。

应用前景

DNA以其独特的纳米尺度、分子线性结构、物理化学稳定性、力学刚性、自我识别能力以及自组装等优势，正逐步被应用于分子生物学和电子学领域。以DNA为模板，构筑纳米材料及分子器件，正成为一个新的研究热点。

罗斯蒙德说：“这只是一个艺术品，但我相信如果我们有能力用DNA做出所需要的形状，就可以用它们做更有用的物品，而且在制作过程中，人们可以对DNA的结构了解更多。”罗斯蒙德认为，“DNA折纸术”可应用于电子学和分子生物学领域。

美国威斯康星大学的埃德·史密斯，在《自然》杂志有关“DNA折纸术”的一篇评论中写道：“这项研究显现出来的结果确实令人吃惊不已。”纽约大学纳米技术专家纳定·赛门说：“从某种意义上讲，‘DNA折纸术’是一项革命性变化，它确实改变了人们做事的方法。这个技术可以为微电子部件搭建平台。也可以加入酶，形成一个微小的蛋白质工厂。”

纳米制造技术、纳米电子学、纳米生物学、纳米材料学是纳米科技的四大领域，其中，纳米制造技术是糅合了其他各种学科的基本“艺术”，是当前纳米科学研究的基础——它不仅为纳米科学各个领域的研究和拓展提供强有力的手段，而且是未来纳米产业的支柱。科学家们清楚地知道，很多材料和器件在纳米尺度范围内具有全新的物理性能，当前生命科学的前沿亦必定是纳米或分子水平上的研究，“DNA折纸术”的发展，无疑具有至关重要的意义。