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圖1 手性DNA納米管自組裝示意圖

聚焦此問題，西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)部基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)與分子生物學(xué)團隊對于大尺寸DNA納米管自組裝進行了深入研究，并取得了重大突破。研究發(fā)現(xiàn)通過對DNA結(jié)構(gòu)重復(fù)單元的剛性和曲率進行調(diào)節(jié)，可以構(gòu)建不同直徑的納米管,范圍可從50 nm 調(diào)節(jié)至550 nm。實驗結(jié)果表明，剛性大、曲率小的DNA結(jié)構(gòu)重復(fù)單元有利于大直徑納米管的生成。同時DNA雙鏈扭轉(zhuǎn)密度的調(diào)節(jié)實現(xiàn)了納米管手性的控制，為納米材料構(gòu)建手性支架平臺奠定了良好的基礎(chǔ)。

研究成果以孫莎博士為第一作者及通訊作者，西安交通大學(xué)作為第一作者和通訊作者唯一單位撰寫的論著 “Large Chiral Nanotubes Self-Assembled by DNA Bricks” 被 Journal of the American Chemical Society雜志在線發(fā)表。該雜志影響因子14.69，是生物化學(xué)材料等相關(guān)領(lǐng)域的國際頂級綜合性期刊。

圖2 （左）手性可控的DNA納米管自組裝。（右）通過厚度和扭曲密度的控制可實現(xiàn)不同尺寸的DNA納米管構(gòu)建。

該項研究得到國家自然科學(xué)基金、中國博士后基金的資助。醫(yī)學(xué)部基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院李冬民教授及南京大學(xué)化學(xué)系朱進教授對該工作提供了重要幫助，臨床醫(yī)學(xué)本科生楊宇軒同學(xué)協(xié)助完成了部分工作。

論文鏈接：http://dx.doi.org/10.1021/jacs.9b08737