酶促高效自复制DNA折纸二聚体系统的构建及其在纳米技术中的应用

来自国内的研究人员针对人工自复制系统效率低下的问题，开发了基于T4 DNA连接酶的DNA折纸二聚体自复制系统。通过优化酶促连接替代传统UV交联，实现12小时内200万倍扩增，并首次在非生命体系中引入竞争性生长机制。该突破为纳米机器人、生物传感等领域提供了全新工具。

　　

自复制与指数级增长是生命体的核心特征，也是达尔文进化的驱动力，在纳米技术领域更具备大规模生产纳米材料的潜力。先前开发的人工（非生命）自复制系统虽能实现DNA折纸单体的模板化复制，但依赖^CNVK光交联剂和紫外线照射，效率受限。

最新研究突破性地采用耐热T4 DNA连接酶（T4 DNA ligase），通过连接链（connection strands）共价连接DNA折纸单体上的互补单链，完全规避了紫外线需求。这种酶促自复制系统展现出惊人效率——12小时即可完成200万倍扩增，比光交联系统快数个数量级。

研究团队巧妙设计了竞争实验：两对DNA折纸单体争夺相同的连接链资源，在不同浓度条件下表现出差异化的生长速率，首次在非生命体系中模拟出达尔文进化式的"适者生存"现象。该系统未来可整合RNA聚合酶（RNA polymerase）等元件实现反馈调控，为合成生物学、智能材料等领域提供全新平台。

这项突破不仅深化了对自然进化机制的理解，其高效、生物兼容的特性更在纳米机器人（nanorobotics）、生物医学检测（biosensing）等领域展现出广阔应用前景，标志着仿生自组装技术迈入新纪元。