新型超级分子——将给科学带来革命！

在一项新的研究中，研究人员报告了一种具有超能力的人工分子的创造。它具有彻底改变纳米技术的潜力——而且它还解释了自然界一个有趣的谜：为什么我们有右手和左手?

　　

当科学家们发现DNA并学会如何控制它时，不仅科学而且社会都发生了革命性的变化。今天，研究人员和医疗行业常规地制造人工DNA结构，用于许多目的，包括疾病的诊断和治疗。

现在，一个国际研究小组报告说，他们已经创造了一种强大的超分子，有可能进一步革新科学。

这项研究发表在《Nature Communications》杂志上。作者来自南丹麦大学(丹麦)、肯特州立大学(美国)、哥本哈根大学(丹麦)、牛津大学(英国)和ATDBio(英国)。主要作者为南丹麦大学Chenguang Lou副教授、美国肯特州立大学茅涵斌(Hanbin Mao)。

下一代纳米技术

研究人员将他们的超分子描述为DNA和缩氨酸的结合。

DNA是最重要的生物分子之一，多肽也是如此;多肽结构被用来制造人工蛋白质和各种纳米结构。

“如果你把这两者结合起来，就像我们已经做的那样，你会得到一个非常强大的分子工具，这可能会导致下一代的纳米技术;它可以让我们制造更先进的纳米结构，例如，用于检测疾病。”通讯作者、南丹麦大学物理、化学和药剂系副教授Chenguang Lou说。

阿尔茨海默病的起因

根据研究人员的说法，另一个例子是，这种缩氨酸与DNA的结合可以用来制造人工蛋白质，人工蛋白质比天然蛋白质更稳定，因此更可靠。天然蛋白质易受热、紫外线、化学试剂等因素的影响。

“我们的下一步将是研究它是否可以用来解释阿尔茨海默病的原因，其中功能失常的多肽是罪魁祸首，”另一位通讯作者、肯特州立大学化学和生物化学教授茅涵斌说。

研究工作报告了一种由三股DNA结构和三股肽结构组成的新结构的机械性能。这听起来可能很简单，但事实远非如此。

本质上是左和右

文章指出，DNA和肽结构像这样在化学上连接在一起是很罕见的。

在自然界中，它们通常表现得像猫和狗，尽管一些关键的相互作用对任何生物都是必不可少的。一个可能的原因是它们的手性，有时也被称为手性。

所有的生物结构，从分子到人体，都具有固定的手性；想想我们的心脏，它总是位于我们身体的左侧。DNA总是右撇子，而肽总是左撇子，因此试图将它们组合起来是一项极具挑战性的任务。

从左到右改变

“想象一下，你想要叠两只手，两只手掌朝同一个方向，手指要对齐。你会发现这是不可能的。你要做到这一点，就必须让你的两只手具有同样的手性。”茅涵斌说。

这就是研究团队所做的：欺骗了手性。他们从左到右改变了肽的手性，因此它与DNA的手性相匹配，并与之协同工作，而不是排斥它。

“这是第一项研究表明，当DNA和肽结构的手性改变时，它们可以进行交流和相互作用。”

那么为什么我们有左手和右手呢?

研究人员首次对生物世界为什么具有手性给出了答案:

“答案是能量:手性世界需要最低的能量来维持，因此它是最稳定的，”茅涵斌说。

换句话说:大自然总是寻求花费尽可能少的能量。

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杂志

Nature Communications

DOI

10.1038/s41467-021-27708-4