纽约大学化学家的一项新研究显示，DNA片段在不依赖氢键“粘性末端”的情况下，也能自组装形成三维结构。相关成果已发表在《自然通讯》上。

研究作者之一、纽约大学化学系研究科学家Simon Vecchioni表示，团队发现通过改变DNA链之间界面的形状，会得到不同的组装结果，这为“通过简单设计获得复杂物质”提供了示范。

DNA纳米技术领域由已故纽约大学化学教授Ned Seeman开创。该领域以合成DNA链作为构建模块来组装复杂结构。Seeman此前发现，在每条DNA双螺旋末端加入“粘性末端”后，DNA可自组装成三角形三维结构，并通过氢键相互连接形成晶体；他曾将这种DNA分子与粘性末端的组合描述为结构性DNA纳米技术的“强大的分子组装工具包”。

在此次发表于《自然通讯》的研究中，Seeman在纽约大学DNA实验室的同事在上述基础上进一步拓展，但采用了不同路径：研究人员不使用带有氢键的粘性末端，而是证明仅凭形状也能引导DNA像拼图一样完成组装。Vecchioni将其比喻为“拼图不需要胶水，只需要形状能够契合”，并称研究中核心的三角形形状在没有粘性末端的情况下也能实现自组装。

研究人员利用DNA二维子单元的几何形状，以及每条双螺旋末端的平面界面，构建出一个完全由DNA组成、复杂且多样的三维结构库。团队称，其中许多结构为全新形式，呈现出新的扭曲、翻转与旋转特征。

研究作者之一、纽约大学化学系高级研究科学家Ruojie Sha表示，团队显著提升了所制造材料的复杂性：将具有特定几何形状和界面的片段投入体系后，让自然过程“决定最佳结果”，并从这种“自然的计算形式”中学习。

研究还指出，团队能够调控传统“右手”DNA与镜像DNA（“左手”DNA）之间的组装结果。研究人员称，DNA螺旋通常向右扭转，但可以合成向左扭转的左手版本；当改变平面堆叠界面时，可使左手与右手DNA相互避开、混合或形成分层结构，从而促使镜像DNA在同一三维结构中实现共存。

Vecchioni表示，这一结果使团队能够构建镜像材料，并在其表述中称，研究在“镜像世界和我们的世界之间交换信息”方面提供了方法。

研究人员认为，这些发现展示了DNA可用于创造日益复杂物质的能力，并为未来基于DNA的材料奠定基础。研究提到，DNA晶体主要由水构成，其高度网络化结构允许生物分子“浸入”和“渗出”，这被认为对制造生物传感器或药物具有潜在用途。