科学家开发了具有内置离子通道的DNA微胶囊

由东京工业大学领导的一个研究小组报告了一种构建基于DNA的微胶囊的方法，这种微胶囊对新功能材料和器件的开发具有很大的希望(图1)。他们发现这些胶囊表面的微小孔隙可以充当离子通道。他们的研究将加速人工细胞工程和分子机器人以及纳米技术本身的进步。

基于DNA的自组装纳米结构是用于生物医学和环境应用的新型微米和纳米器件的有前景的构建模块。目前许多研究都集中在为这种结构增加功能以扩展其多功能性。

例如，称为具有脂质双层膜的脂质体的工程化胶囊已经成功地用作传感器，诊断工具和药物递送系统。另一组胶囊不具有脂质双层但是由胶体颗粒膜组成，称为皮克林乳液或胶体体，也具有许多生物技术上有用的应用的潜力。

现在，由东京工业大学的生物物理学家Masahiro Takinoue领导的一个研究小组报告了一种新型的Pickering乳液，它具有离子通道的附加功能- 这一成就开辟了设计人造细胞和分子机器人的新途径。

“我们首次证明了离子通道的功能，使用了有孔的DNA纳米结构而没有脂质双层膜，”Takinoue说。

该团队的设计利用了DNA折纸纳米板的自组装特性。由此产生的Pickering乳液通过纳米板的两亲性质稳定。(见图2)

Takinoue解释说，这项研究最激动人心的一个问题是，有可能开发出刺激响应系统 - 基于开关转换概念的系统。这样的系统最终可以用于开发模仿人类大脑工作方式的人工神经网络。

“此外，DNA纳米片的刺激响应形状变化可以作为自主运动的驱动力，这对分子机器人的发展很有用，”Takinoue说。

本研究强调了团队在将DNA纳米技术与基于生物物理学和软物质物理学的观点相结合方面的优势。