這款DNA機器人，可以幫你分揀身體中的生物垃圾

利用納米技術，該DNA機器人可以廣泛用于生物醫藥等多種領域。

15日，《科學》雜志上有一篇論文詳細介紹了一種由單鏈DNA構成的機器人Nanobot，該機器人可以自主地對特定分子進行拾取，然后將其放在特定的位置。其中，這項工作是由加州理工大學的生物工程助理教授錢露露（音譯）的實驗室團隊完成的。

通過機器人的功能描述，我們可以知道它類似于現實生活中的分揀機器人。談到分揀機器人，我們潛意識里對其的認識就是工業中專用于分揀的機械臂，它們是一種具備傳感器、物鏡和電子光學系統的機器人，可以快速進行貨物分揀。

不過本文將要介紹的機器人，如果放在現實空間中，它應該更接近一種家用分揀機器人。但是在家用機器人中，我們還尚未遇見可以分類收拾物品、打掃房屋的機器人。

想象一下，如果存在的話，它可以在家中四處閑逛，然后將你隨處亂扔的襪子放在洗衣機中，將你隨處亂放的碗筷送入洗碗機中。

NANOBOT|設想

首先，關于為什么將其取名為Nanobot？

對于這一問題，錢露露解釋道：“就像大家將機器人送到火星那么遙遠的地方來執行任務，我們希望將分子機器人也送到一個人類無法到達的地方，如血液，以幫助人類完成我們無法完成的任務。我們的目標是設計和制造一個可以執行復雜納米力學任務——“貨物”分揀的機器人。”

NANOBOT|構造

那么，該研究團隊是如何實現對這一機器人的構想呢？

為此，研究人員構造了三個可用于組裝DNA機器人的基本模塊：一條有兩只腳的腿，有一只手的手臂和用來識別下落點并向手指發出指令的模塊。其中，腿用來走路，手用來抓取分子。

值得注意的是，組成這些模塊的成分都是單鏈DNA中的核苷酸。而利用DNA來設計機器人的關鍵在于充分利用其獨特的化學和物理性質。

因為單鏈DNA由核苷酸的四種不同堿基組成，縮寫分別為A、G、C、T，它們在人體內是按照順序排列的，也就是我們熟知的序列，并且核苷酸以特定對結合，如堿基對A和T、G和C。所以研究人員就利用這些性質，將其編程。

詳細來看，已知，單鏈DNA是可以強制解旋雙螺旋結構的DNA鏈，每個解旋和結合過程的速度和消耗的能量是可以被估計的，利用這一點，研究人員就可以控制機器人Nanobot的速度和估算其執行任務時所需要耗費的能量。

因此，根據需要，研究團隊將DNA機器人的腿部和腳設計成所需的長度（如實驗中，研究人員將其設計為6納米。）通常情況下都只是人類步長的百分之幾。

NANOBOT|實驗

實驗中，錢及其團隊設計并構造了一個可以游走在分子表面并且拾取兩種不同分子的機器人，這兩種分子分別是熒光黃色染料和熒光粉紅色染料。

首先，研究人員將兩種顏料分散在分子表面的不同區域里，因為熒光色彩可以幫助研究人員看見分子，隨后他們讓DNA機器人收集游離在空間中的分子并將分子歸到原位。

實驗結果表明，該機器人在24小時內成功地將游離的分子歸到原位，分別是三個粉紅色和三個黃色，沒有誤差。對此，研究團隊表示，如果采用更多的機器人，將會極大縮短任務的完成時間。

此外，研究人員還設計了輔助機器人運動的“操場”，限制其運動空間，以便于實驗中的測試研究。

總結

對于該機器人的應用，錢表示：“我們不會為任何特定的場景應用開發DNA機器人，實驗室的目標是希望可以開發一款通用DNA機器人。然而，我希望其他研究人員可以將該技術用于實際的生產應用，如用DNA機器人從人造分子工廠的組成部分合成治療化學物質，或在垃圾中分選分子成分進行回收利用。”

最后，記得關注微信公眾號：鎂客網（im2maker），更多干貨在等你！