近日，中國科學院理化技術研究所仿生智能界面科學中心研究人員利用含偶氮苯基團的DNA鏈段組裝于聚合物納米通道模板上，構建了光調(diào)控的納米通道。該系統(tǒng)利用了DNA的高度可編程性和偶氮苯分子的光響應特性，構建了光響應分子機器，結(jié)合人工固態(tài)納米通道技術，實現(xiàn)了光驅(qū)動的ATP分子跨膜傳遞，其傳遞速率是自由擴散的27.8倍。該工作受生物體啟發(fā)，獨特地利用光來調(diào)控DNA適配體的展開和折疊，從而實現(xiàn)對生物分子的捕獲-釋放-轉(zhuǎn)運過程，并通過穩(wěn)健且可調(diào)節(jié)的過程實現(xiàn)特定分子的無損轉(zhuǎn)運。

該體系為光驅(qū)動分子馬達和可控物質(zhì)傳輸及分離的研究提供了思路，并且可進一步拓展到其他物質(zhì)的光驅(qū)動跨膜輸運。

相關研究成果以Light-Driven ATP Transmembrane Transport Controlled by DNA Nanomachines 為題發(fā)表于《美國化學會志》（J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 16048-16052）上。

以上研究得到科技部納米科技重點研發(fā)計劃項目和國家自然科學基金委杰出青年科學基金項目及國家創(chuàng)新人才博士后計劃資助。

論文鏈接：http://www.cas.cn/syky/201812/t20181219_4674337.shtml
 

 
光控ATP分子的跨膜傳遞機理

近年來，仿生智能納米孔道研究頗受關注，研究者們已成功實現(xiàn)多種智能響應納米通道體系，包括光響應、pH響應、離子響應、電壓響應等。其中，光刺激因其不僅能夠?qū)ο到y(tǒng)進行精確的時空間調(diào)控，而且能夠作為能量源來對系統(tǒng)進行供能驅(qū)動，因此成為研究熱點。