读：科学家创新出一个完全由DNA构建的纳米机器人，以研究肉眼看不见的细胞过程。你以为这只出现在科幻小说中吗？不，事实上，这是蒙彼利埃结构生物学中心的Inserm，CNRS和蒙彼利埃大学的科学家所认真研究的主题。
这种高度创新的“纳米机器人”能够更仔细地研究在微观水平上所施加机械力，这对于许多生物和病理过程至关重要。该研究发表在《Nature Communications》上，并向我们像这样描述：我们的细胞受到微观施加的机械力，可以触发对参与我们身体正常运作或疾病发展的许多细胞过程都至关重要的生物信号。
生物信号
01
例如，触觉部分取决于机械力对特定细胞受体的应用（今年的发现获得了诺贝尔生理学或医学奖）。除了触摸，这些对机械力敏感的受体（称为机械感受器）还能够调节其他关键的生物过程，如血管收缩，疼痛感知，呼吸甚至耳中声波的检测等。
这种细胞机械敏感性的功能障碍与许多疾病有关，例如，癌症：癌细胞通过探测并不断适应其微环境的机械特性而在体内迁移。这种适应之所以成为可能，是因为机械感受器检测到特定的力，并将信息传递到细胞骨架。
目前，我们对于这些参与细胞机械敏感性的分子机制了解仍然非常有限。虽然已经有几种技术可用于施加受控力和研究这些机制，但它们有许多局限性。特别是，它们非常昂贵，并且不允许我们一次研究多个细胞受体，如果我们想收集大量数据的话，这将是一个非常耗时的使用过程。
DNA折纸结构
02
为了研究出替代方案，由结构生物学中心（Inserm / CNRS / Université de Montpellier）的Inserm研究员Gaëtan Bellot领导的研究小组决定使用DNA折纸方法。这使得利用DNA分子作为构建材料，以预先定义的形式组装3D纳米结构成为可能。在过去的十年中，该技术使纳米技术领域取得了重大进展。
这使得研究人员能够设计出一个由三种DNA折纸结构组成的“纳米机器人”。因此，它的纳米尺寸与人类细胞的大小相兼容。这使得第一次可以施加和控制分辨率为1微克牛顿的力，即牛顿的万亿分之一，相当于手指敲击笔的1牛顿的力。这是第一次人类制造的、自我组装的基于DNA的物体能够以这种精确度施加力。
研究团队首先将机器人与一个识别机械感受器的分子结合起来。这使得将机器人可以被引导到我们的一些细胞上，并专门对细胞表面的目标机械感受器施加力，以激活它们。这种工具对于基础研究非常有价值，因为它可以用来更好地了解细胞机械增效性所涉及的分子机制，并发现对机械力敏感的新细胞受体。有了这个机器人，科学家们还将能够更精确地研究在什么时候施加力，研究当施加力时，许多生物和病理过程的关键信号通路在细胞水平上被激活的过程。
