生物通报道：东京大学研究人员最近研制出一种根据光，进行开、合的分子尺度剪刀（molecular-scale scissors），据研究人员说这是首个利用光进行机械操作的分子设计。

研究小组负责人Takuzo Aida博士说，这种剪刀只有3纳米长，小到足以向细胞中传递药物或操纵基因等生物分子，化学家和生物学家也可以利用这种剪刀精确控制蛋白的活性。Aida将此技术公布在第233届美国化学协会年会上。

研究人员很久以前就开始寻找能够根据特定刺激如声音和光等，进行操作的分子尺度的工具，特别是生物学家，希望这种工具能够操纵基因和蛋白。

东京大学化学和生物技术副教授Kazushi Kinbara博士说，近红外光能够到达物体深处，因此利用多光子激发技术（smulti-photon excitation technique），这把剪刀能够用于临床研究，如基因转移。

这种剪刀样分子机制利用的光反应化学基团，根据照射光的波长不同，选择受到不同选择开启或折叠。如同“真实”的剪刀，分子剪刀由枢纽、刀片和把手组成。枢纽是一个三明治样结构，手性二茂铁（chiral ferrocene）和球铁（spherical iron II）原子组成三明治的中间层，夹杂两层碳片之间。

驱动剪刀运动的是配有光感分子偶氮苯（azobenzene）的两个把手。偶氮苯不仅能够吸收光，而且能够根据吸收光的不同在long-form和short-form两种同质异构体之间变化。暴露于紫外光后，long-form的偶氮苯变为short-form，暴露于可见光后，short-form转化为long-form。

紫外和可见光交替出现，long-form偶氮苯的量交替下降和上升，驱动把手做开、合运动。这种运动带动了枢纽，紧接着是刀片的开合运动。

剪刀的刀片是有机金属结构“锌卟啉”。锌卟啉中的锌原子与含氮分子如DNA结合，锌和氮如同磁铁的两极，在分子上形成一个牢固的把手。尽管刀片会做开合运动，但被“剪裁”的分子依旧停留在锌卟啉上，最终被前后扭曲。研究人员证实光驱动的剪刀可以抓紧和扭曲分子。

目前，研究人员正在开发一种更大的能够远程操纵的剪刀系统，但投入应用仍需5－10年。（生物通记者 小粥）