一條腿，兩只腳，一條胳膊，一只手，身高僅20納米的DNA機(jī)器人正在工作。它每邁一步的距離是6納米，是人類步長(zhǎng)的億萬(wàn)分之一。別看這一步，DNA機(jī)器人需要5分鐘來(lái)完成。遇到目標(biāo)“貨物”時(shí)，DNA機(jī)器人的“手”會(huì)抓起，將其放至目的地。
這一研究成果為通用型DNA機(jī)器人的應(yīng)用帶來(lái)諸多可能性。可能有一天，它能對(duì)垃圾的分子進(jìn)行分類回收。更科幻些，也許，DNA機(jī)器人可以在探測(cè)到特定疾病信號(hào)時(shí)將藥物分子運(yùn)輸?shù)窖褐谢蚣?xì)胞中指定的地方，在極微小的尺度里完成醫(yī)生和普通藥物無(wú)法完成的任務(wù)。

　　什么是DNA機(jī)器人？

DNA機(jī)器人實(shí)則是一個(gè)DNA單鏈分子，當(dāng)它沒(méi)有和其他分子結(jié)合時(shí)，就像“一條軟繩”。

DNA的中文名是脫氧核糖核酸，如人所知，DNA是雙螺旋結(jié)構(gòu)，也就是說(shuō)是兩條DNA單鏈通過(guò)兩兩配對(duì)（A-T，C-G）的堿基，形成螺旋狀的梯子似的結(jié)構(gòu)。

　　根據(jù)DNA的獨(dú)特化學(xué)和物理特性，科學(xué)家可以對(duì)其進(jìn)行編程。而DNA機(jī)器人就是一條具有特定堿基序列的單鏈DNA，它根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，和周圍的另一條DNA單鏈結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)二維空間中的“行走”和“分揀”。

DNA機(jī)器人是如何工作的？

　　作為只有單鏈結(jié)構(gòu)的DNA機(jī)器人，它的行走模式更像是一根晃動(dòng)的彈簧，或是一只蠕動(dòng)的毛蟲：

　　對(duì)DNA機(jī)器人進(jìn)行測(cè)試的場(chǎng)所是一個(gè)58納米×58納米的大分子表面，上面設(shè)置有上百個(gè)“樁子”。這些樁子是DNA機(jī)器人得以行走的重要幫手。每個(gè)樁子實(shí)則也是一條DNA單鏈，它們與DNA機(jī)器人的“腿”和其中一只“腳”堿基互補(bǔ)。換而言之，機(jī)器人DNA會(huì)和樁子結(jié)合，相當(dāng)于機(jī)器人“踩”在了樁子上。

　　但怎么在不同的樁子之間移動(dòng)呢？別忘了，DNA機(jī)器人有兩只腳，當(dāng)一只腳和樁子結(jié)合時(shí)，另一只腳是可以自由活動(dòng)的。隨機(jī)的分子波動(dòng)會(huì)使得自由的那只腳“夠”到另一個(gè)樁子，進(jìn)行下一次的配對(duì)，實(shí)現(xiàn)空間移動(dòng)。從中，此前的那只腳隨之恢復(fù)自由。在這一循環(huán)往復(fù)的過(guò)程中，DNA機(jī)器人可以在沒(méi)有能量供應(yīng)的情況下，進(jìn)行隨機(jī)的移動(dòng)。

　　途中，一旦DNA機(jī)器人碰到“貨物”，就會(huì)用“手”抓住，帶著貨物一起行走。抓取貨物和行走的原理有異曲同工之妙，貨物實(shí)則是連接在一段DNA單鏈上的分子，而這段DNA單鏈又和機(jī)器人“手”堿基互補(bǔ)。

　　機(jī)器人運(yùn)載著貨物，需要將其放置在目的地。這依賴于示意機(jī)器人放下貨物的“信號(hào)”，一旦接到這一“命令”，機(jī)器人就會(huì)遵從。如果一直沒(méi)有遇到這一“信號(hào)”，機(jī)器人就會(huì)攜帶貨物保持行走。

　　實(shí)驗(yàn)人員測(cè)試了DNA機(jī)器人分揀兩種熒光分子的表現(xiàn)，在24小時(shí)內(nèi)，機(jī)器人成功將散布在不同地方的6個(gè)熒光分子運(yùn)輸?shù)街付ǖ攸c(diǎn)。

DNA機(jī)器人未來(lái)的路

　　這個(gè)由單鏈 DNA制成的分子機(jī)器人，可在納米尺度上執(zhí)行任務(wù)，這也是分子機(jī)器人領(lǐng)域的重大突破。

　　與大多數(shù)新生事物相同，DNA機(jī)器人的測(cè)試目前還并不完善，甚至可能存在與人類DNA相互作用、整合到人類基因組的情況，因此DNA機(jī)器人在短時(shí)間內(nèi)并不可能進(jìn)行人體試驗(yàn)。