近日，一篇题为 “迈向三维DNA工业纳米机器人” 的文章在Science Robotics杂志发表，文章探讨了三维DNA纳米机器人在工业纳米技术领域的进展和潜在应用。该研究深入研究了基于DNA的纳米机器人作为各种应用的多功能工具的创新使用，在生物芯片、生物计算机、核酸药物等领域展现出应用前景。

图源：Toward Three-Dimensional DNA Industrial Nanorobot，DOI: 10.1126/scirobotics.adf1274

       “纳米机器人”一词是指能够在分子或细胞水平上执行特定任务的纳米级机器人。在这种情况下，重点是由DNA构建的纳米机器人，DNA是一种以其独特的自组装特性而闻名的生物分子。研究讨论了设计3D DNA 纳米机器人的原理和技术，强调了它们的结构复杂性和导航复杂环境的能力。

      在实验过程中，研究人员充当纳米机器人的编程元素，采用一套指令来控制自动培养箱的温度扫描和紫外线激活。为了尽量减少人为干预，采用电子设备Adafruit feather cortex M0微控制器在预设温度下管理紫外线激活。随后比较了三聚体机器人与二聚体机器人的复制率，突出了三聚体机器人复制率的降低。结果表明，子单元与亲本三聚体的结合较强，导致产物抑制，影响整体复制产量。研究人员提出，多组结合单位之间的合作相互作用促成了这一现象。尽管存在挑战，但研究人员根据产品产率的浓度依赖性确定了过程控制的机会。他们建议通过调整单体的浓度来补偿产物的抑制作用，从而为增强复制生长提供一条途径。

      研究中开发的纳米机器人被认为是迈向更先进的制造/装配机器人的一步。研究人员设想通过加入额外的臂、折叠支柱和焊机来扩展其功能。他们强调了基于DNA的纳米机器人的多功能性，并引用了不同波长的光学控制DNA杂交/去杂交所提供的可控自由度。

      文章最后指出了DNA结构和装置的生物相容性，提出了这些工业纳米机器人的潜在生物医学应用，如人工酶或细胞器。总的来说，这项研究有助于正在进行的DNA纳米技术的探索及其在创造各种应用的复杂纳米机器人方面的潜力。