Nature Material：人造DNA造就的变身奇迹

生物谷

        美国康奈尔大学研究人员利用人工合成的十字形、Y形和T型DNA制成了生物相容性好、可降解的廉价凝胶。这种DNA凝胶能根据需要很容易被加工成各种形状，以用于生物医学领域。这项研究结果发表在9月24号的《Nature  Material》网络版上。

　　凝胶是一种由长链分子彼此结合形成的液体状或半固体物质，它们结构上存在小的空隙，能像海绵一样吸收水或其它液体。如果吸收的是药物，凝胶可以随着自身的降解而逐步释放药物。凝胶还因为空隙里可能吸收有干细胞、组织生长因子等而被用于组织工程和组织修复中。

　　通常的凝胶是由有机或无机聚合物构成，譬如藻酸盐。有些凝胶则是由蛋白质构成，但到目前为止还没有完全由生物DNA构成的凝胶。凝胶形成条件包括有机溶液、酸以及高温，这对药物和活细胞很不利，因此必须在凝胶形成后才将这些物质注入凝胶。

　　康奈尔生物和环境工程助理教授罗丹（Dan  Luo）发明出不需要以上条件的方法，能够在凝胶形成前将药物注入。这种凝胶完全由人工合成的DNA构成，不会引起免疫应答，因此可携带蛋白质甚至活细胞。

        DNA的序列决定了彼此互补的两条链才能结合。罗博士通过让DNA上的一部分彼此互补，从而制造出树状结构。制造凝胶时，通过利用连接酶将十字形DNA连接成立方体三维结构；Y形DNA则先形成六角形结构，再构成三维凝胶；T形DNA则是随机组合。

        研究人员发现，通过改变DNA种类和浓度，他们能够很容易地改变凝胶的特性，如硬度和吸收性等。为了验证凝胶保持形状的能力，研究人员将它们制成各种形式，如在纳米级别上的“CORNELL”字样。

　　为了测试DNA凝胶携带药物的能力，他们将猪胰岛素和抗癌物质喜树碱注入这种“胶囊”，然后观察释放情况。实验显示，当携带活细胞时，3天后细胞仍然未失去活性。酶破坏DNA结构后，其中的细胞仍然是活的。