综述：基于DNA纳米结构的人工细胞在生物传感应用中的工程化

这篇综述系统阐述了DNA纳米结构（DNA nanostructures）作为构建模块赋能人工细胞（artificial cells）的前沿进展，重点探讨了其通过精确自组装（self-assembly）和动态响应设计实现复杂生物分子识别、实时信号输出的创新机制，为构建仿生膜结构（bionic membrane）的智能传感平台提供了新范式。

　　

不同构建模块的人工细胞设计

合成生物学通过自上而下（top-down）和自下而上（bottom-up）策略构建人工细胞，后者以DNA纳米结构为核心，利用沃森-克里克碱基配对（Watson-Crick base pairing）和霍利迪连接（Holliday junctions）等技术，组装出二维/三维结构（2D/3D nanostructures）。膜系统（如脂质体liposomes）与无膜系统（如凝聚层coacervates）为两大载体，其中DNA纳米孔（DNA nanopores）和动态逻辑门（dynamic logic gates）赋予其环境响应能力。

代表性DNA纳米结构工程化

DNA折纸（DNA origami）技术可定制化构建人工细胞骨架（cytoskeletons）和跨膜通道（transmembrane channels）。通过液相分离（LLPS）形成的DNA凝聚体（DNA condensates）能模拟细胞器功能，而脂质体封装（lipid bilayer encapsulation）则增强生理稳定性。

功能化设计与生物传感应用

静态DNA结构（如Y-motifs）与动态组件（如链置换反应strand displacement）结合，实现了单分子检测和肿瘤微环境监测。例如，DNAzyme激活级联放大信号，将生物识别事件转化为荧光/电化学（fluorescence/electrochemical）输出。

挑战与前景

当前需解决DNA纳米结构在复杂生理环境中的稳定性问题。未来方向包括开发多模态传感集成系统，推动其在疾病诊断（如循环肿瘤细胞CTC检测）和合成生物学中的突破性应用。