機(jī)器人幫人類完成高危工作 DNA機(jī)器人應(yīng)用于醫(yī)療

2020-12-08 11:07:11來源：儀表網(wǎng) 閱讀量：47 評論

導(dǎo)讀：目前在很多領(lǐng)域，智能機(jī)器人已經(jīng)可以幫人類完成高危、高難的工作。如今的機(jī)器人已不再只是“鋼鐵戰(zhàn)士”，生命基本物質(zhì)——DNA(脫氧核糖核酸)賦予納米機(jī)器人“血肉之軀”。

　　目前在很多領(lǐng)域，智能機(jī)器人已經(jīng)可以幫人類完成高危、高難的工作。如今的機(jī)器人已不再只是“鋼鐵戰(zhàn)士”，生命基本物質(zhì)——DNA(脫氧核糖核酸)賦予納米機(jī)器人“血肉之軀”。

　　這種“麻雀雖小五臟俱全”的DNA機(jī)器人，能在納米尺度上執(zhí)行任務(wù)，因此它可以在人體細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用，這也讓很多科研人員看到了其在醫(yī)療領(lǐng)域的廣闊前景。在11月1日舉行的第三屆科學(xué)家論壇科學(xué)前沿話題講堂上，中科院院士、上海交通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院教授樊春海圍繞DNA制成的納米級機(jī)器人做了專題報告，表達(dá)了其對DNA機(jī)器人治療疾病的樂觀設(shè)想。他認(rèn)為，總有一天，基于DNA的機(jī)器、基于DNA的自組裝機(jī)器、基于DNA的納米機(jī)器人，可用來治療人類疾病。

　　和傳統(tǒng)的DNA相比，DNA框架具有更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，不容易被體內(nèi)的外切酶降解，從而更加準(zhǔn)確有效地進(jìn)入細(xì)胞，向人體內(nèi)遞送靶向藥物。

　　框架核酸可以賦予機(jī)器人一些動態(tài)功能，而且這些功能是可控的。目前DNA序列設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展很快，出現(xiàn)了很多軟件，可以精準(zhǔn)設(shè)計(jì)出DNA鏈和鏈之間相互識別、作用的序列。

　　目前，DNA機(jī)器人的效率也需要提高。比如來自美國加州理工學(xué)院的錢璐璐教授研究出的一種可移動DNA機(jī)器人，它邁出一步需要5分鐘，一步只能移動6納米，單個機(jī)器人用了接近一天的時間才將6個不同的“貨物”運(yùn)送到*位置。

　　之前都是把藥物做成小分子，在人體內(nèi)漫無目的地?cái)U(kuò)散到各個部位。后來出現(xiàn)了靶向藥，就是在藥物上增加識別病灶的分子靶點(diǎn)。而用DNA機(jī)器人可以制作智能升級版靶向藥。

　　齊浩強(qiáng)調(diào)，DNA機(jī)器人本身并不治病，它只是一個載體，可以攜帶藥物精準(zhǔn)到達(dá)病灶或者病灶周邊，進(jìn)行操作精準(zhǔn)給藥，以增加現(xiàn)有藥物的效力。

　　而且除了帶貨、識別、運(yùn)輸、卸載藥物，DNA機(jī)器人還可以被裝載上更多的“邏輯門”，以實(shí)現(xiàn)更多的功能和操控。研究人員曾制作過一個DNA機(jī)器人盒子，盒子里可攜帶治療腫瘤的藥物，通過設(shè)計(jì)識別功能，“盒子機(jī)器人”可準(zhǔn)確找到腫瘤細(xì)胞，并且通過識別預(yù)先設(shè)計(jì)好的分子信號，打開盒子門。這個開門的操作就可以設(shè)計(jì)“和”或者“或”的邏輯門，滿足兩個條件打開門或者滿足兩個條件中的一個就開門。

　　DNA機(jī)器人，能在納米尺度完成這么多復(fù)雜的操作，讓科研人員看到了它在醫(yī)療領(lǐng)域前景可期。有專家表示，這種微小的機(jī)器人甚至可以完成定位，操作一臺小型手術(shù)。

　　不過與大多數(shù)新生事物相同，DNA機(jī)器人應(yīng)用于醫(yī)療，還有很多關(guān)鍵的問題需要解決，其中主要的就是生物安全性。

　　DNA是人類的遺傳信息，使用DNA做成機(jī)器人進(jìn)入人體細(xì)胞進(jìn)行治療，就相當(dāng)于外源DNA進(jìn)入人體，可能存在與人類DNA相互作用、整合到人類基因組的情況，對人類自身遺傳信息的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。

　　目前的科研人員都還在DNA機(jī)器人的構(gòu)建層面進(jìn)行研究，它的功能還沒那么強(qiáng)大。未來DNA機(jī)器人的技術(shù)一旦成熟并進(jìn)入到應(yīng)用層面，生物的穩(wěn)定性和安全性等問題就會凸顯出來。

　　資料來源：科技日報

　　原標(biāo)題：機(jī)器人幫人類完成高危工作 DNA機(jī)器人應(yīng)用于醫(yī)療

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