新 的 技 術 把 DNA 分 子 排 列 成 平 面 結 晶 體
New technique for arranging DNA
molecules into two-dimensional crystals
九 八 年 八 月 August 1998

八 月 份 的 「 自 然 」 ("Nature") 雜 誌 報 導 ， 美 國 一 組 研 究 人 員 ， 由 紐 約 大 學 (New York University) 的 化 學 家 施 民 (Nadrian C. Seeman) 領 導 ， 和 加 州 科 技 學 院 (California Institute of Technology) 的 溫 飛 (Erik Winfree) 合 作 ， 共 同 研 究 和 發 展 了 一 項 簡 單 、 可 預 測 的 (predictable) 和 高 度 準 確 (highly precise) 的 技 術 ， 可 以 使 溶 液 內 的 分 子 (molecules) 按 預 先 設 定 的 形 態 ， 組 合 和 排 列 成 平 面 結 晶 體 (two-dimensional crystals) 。

施 民 和 他 的 組 員 用 合 成 的 脫 氧 核 糖 核 酸 (DNA) 雙 穿 越 分 子 (double-crossover molecules) 來 作 研 究 實 驗 ， 他 們 發 現 DNA 的 主 要 化 學 特 徵 是 ﹕ 它 們 可 以 按 特 別 順 序 排 列 成 對 (sequence-specific base-pairing) 的 特 點 ， 來 聯 合 (associate with) 和 辨 認 (recognize) 其 他 的 DNA 分 子 。 利 用 這 特 徵 ， 基 因 工 程 師 (genetic engineers) 便 可 以 把 互 相 配 合 (complementary) 的 DNA 末 端 放 置 在 附 近 ， 它 們 便 會 結 合 一 起 ， 造 成 他 們 所 需 要 的 DNA 。

這 項 技 術 是 毫 微 科 技 (nanotechnology) 的 一 大 突 破 ， 可 以 令 製 造 出 來 的 產 品 達 到 納 米 (nanometer) 那 麼 準 確 。 它 可 以 用 於 發 展 只 有 分 子 那 麼 小 的 電 腦 技 術 (molecule-size computer technology) ， 和 引 導 科 學 家 進 行 更 先 進 的 測 定 生 物 分 子 結 構 (determination of the structures of biological molecules) 的 研 究 。

圖 A 是 在 實 驗 室 內 建 造 的 DNA 平 截 八 面 體 (DNA truncated octahedron) 。

圖 B 是 由 雙 穿 越 分 子 (double-crossover molecules) 造 成 的 平 面 陣 列 (two-dimensional array) 。 圖 C 是 這 陣 列 的 解 釋 圖 (schematic drawing) 。

DNA truncated octahedron

Two-dimensional array

Double crossover molecules

Photos courtesy of Professor Nadrian C.Seeman, New York University

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