轉載從: Tech News 科技新報
如果有一個機器人可幫你全方位打掃居家環境，掃地、拖地、洗碗、洗衣服樣樣精通，聽起來很厲害，但現在有一個更科幻的情節已經出現在現實中了，就是加州理工學院科學家開發的 DNA 機器人車隊，它們可以前往人類不能去的地方，在血液中進行貨物分揀，執行複雜的奈米力學任務，比如將藥物送到目標細胞、或更高竿的對腫瘤進行小規模手術。
這些可愛的奈米微型機器人是由單鏈 DNA 內的核苷酸構建而成，只是被研究人員利用巧思設計出有身體、負責提貨的手和手臂，以及用來前行的腳，雖然它們走起路來可能像一條醉酒的蚯蚓。研究人員說，「DNA 機器人只是一條單股分子，就像軟盤一樣，沒有什麼其他額外東西。」
DNA 是一種長鏈聚合物，組成單位稱為核苷酸，而醣類與磷酸藉由酯鍵相連，組成其長鏈骨架，每個糖單位都與四種鹼基腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）的其中一種相接。鹼基之間有互補配對原則，一個 DNA 鏈上的 A 和另一個 DNA 上的 T 結合、G 與 C 結合，奈米機器人移動的原理就是如此，透過鹼基的連接、分開、連接、分開，一步一步往目的地走去，雖然它跨出一個步伐需要 5 分鐘、每個步伐只有 6 奈米，約人類步伐的十億分之一。
團隊為這些小司機設計一個長寬各 58 奈米的 DNA 測試場地，上面有一條條單鏈 DNA，研究人員稱為「樁」，由於機器人的腳也是單鏈 DNA，兩者相遇時可以互補配對，糾纏在一起。於是我們可以看到機器人的左腳和某條樁綁定時，右腳正在空中自由飄動，等右腳遇到附近可以配對的樁時再「黏」上去，左腳離開舊東家，機器人因此被拉到新的樁上，依循這種前進方式，機器人朝隨機方向移動。
▲ 研究團隊設計的 DNA 測試場地。（Source：Demin Liu／加州理工學院）
測試場地還有兩種不同螢光色的分子「貨物」及貨物的卸貨點，DNA 機器人被編碼要一直走到遇見客戶的貨，拿起它後再走向正確卸貨區。實驗結果顯示，機器人在一天內成功將 6 個分散各地的分子貨物送到正確的下貨點，研究人員接著投入更多機器人測試它們是否會分工合作，發現任務完成所需時間從一天縮短到只要幾小時。
雖然這項研究還處在基本工程原理，也不是針對特定用途而設計，卻是未來奈米科技發展的關鍵，似乎已讓醫界看見激勵人心的應用面。研究合作作者 Lulu Qian 表示，這些機器人要送貨（藥物）或是回收垃圾（壞分子）都可以。
澳洲蒙納許大學的奈米生物學研究員 Wenlong Cheng 則說，「人類的腫瘤搞不好也可以交給這些小型機器人解決，它們可以前往腫瘤處進行一場小規模手術。」這項研究 15 日已發表在《科學》期刊。
- Sorting Molecules with DNA Robots
- Scientists build ‘DNA robots’ that transport molecular cargo using ‘arms’ and ‘feet’
（首圖來源：pixabay）