西安交大在手性DNA纳米管自组装研究方面取得重要进展

DNA自身具有良好的生物相容性，因此DNA纳米管在药物运载、生物反应器等方面有着可观的应用前景。自从20世纪80年代DNA纳米技术的概念提出以来，利用DNA模块、DNA折纸及环状DNA等多种方法都可实现DNA纳米管的自组装，但其尺寸均受到了严重限制，目前报道的DNA纳米管直径大多小于100nm。制备大尺寸DNA纳米管一直是科学家们面临的重大挑战，因此，发展一种兼备系统性和通用性的DNA纳米管构建策略尤为重要。

手性DNA纳米管自组装示意图

聚焦此问题，西安交大医学部基础医学院生物化学与分子生物学团队对于大尺寸DNA纳米管自组装进行了深入研究。研究发现，通过对DNA结构重复单元的刚性和曲率进行调节，可以构建不同直径的纳米管，范围可从50nm 调节至550nm。实验结果表明，刚性大、曲率小的DNA结构重复单元有利于大直径纳米管的生成。同时DNA双链扭转密度的调节实现了纳米管手性的控制，为纳米材料构建手性支架平台奠定了良好的基础。

左图：手性可控的DNA纳米管自组装

右图：通过厚度和扭曲密度的控制可实现不同尺寸的DNA纳米管构建

相关成果以《基于DNA模块的大尺寸手性纳米管自组装》（Large Chiral Nanotubes Self-Assembled by DNA Bricks）为题在线发表在生物化学材料等相关领域的国际顶级综合性期刊《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）（影响因子14.69）。孙莎博士为该研究成果第一作者及通讯作者，西安交通大学为第一作者和通讯作者唯一单位。

该项研究得到国家自然科学基金、中国博士后基金的资助。医学部基础医学院李冬民教授及南京大学化学系朱进教授对该工作提供了重要帮助，临床医学本科生杨宇轩同学协助完成了部分工作。