分子机器人相关报道
目前，科学家正试图在分子尺度上组装出一种极其微小的装置，在医学上有着广阔的应用前景。将新闻进行到底。八月中旬，正是巴蜀还在遭受酷暑暴雨的季节。邱晓庆博士还在他的实验室里努力工作，成功地完成了“蛋白质分子机器”的设想。作为四川大学华西临床医学院生物膜与膜蛋白实验室的主任，他信心满满地告诉记者，蛋白质需要加工转化成纳米级的分子机器才能满足人类的需求，这是整个人类征服自然宏伟蓝图中最具想象力和创造力的部分。那么“分子机器”，也叫“分子机器人”，它们是一种什么样的机械，结构是怎样的，是由什么零件组成的？-分子机器解读-自然界到处都有分子机器人。“分子机器人在自然界并不罕见”的说法是正确的。就拿我们人体来说，因为分子生物学的进步，我们发现人体是微小精密机械的结合体。DNA(脱氧核糖核酸)记录了遗传信息的复制和蛋白质的合成。肌肉松弛、神经网络的信息传递等。，在人类所有的生命活动中，如果从分子水平上观察，我们可以看到微小的精密机械在运转。自然界中分子机器人令人惊讶的地方在于，它们是完全自我组装的。只要材料和环境条件具备，就可以很容易地自组装成分子机器人。目前人类掌握的技术已经可以在物质表面逐个移动原子，但是利用这种技术制造分子机器人的能力还不如。“分子机器人”的制造绝非易事。制造分子机器人的最初想法可以追溯到1950。美国著名物理学家理查德·费曼(1918—1988)首次提出，未来可以让微型机器进行各种运算。虽然费曼没有提出分子机器人的具体概念，但从那以后，制造分子机器人就成了人类的一个梦想。然而，科学技术的发展过程并不容易。无论如何，科学家研究的对象——分子——只有1纳米大小，所以很难组装出这种规模的东西，科学家必须组装出“以操作和作业为目的，能够自动运行”的机器。人工制造分子机器人的捷径仍然是模仿生物体内的分子机器人，但如前所述，生物的“分子机器人是自动组装的”，机理科学家还没有完全搞清楚，在发展过程中可能会误入歧途。-最新研究进展-利用DNA技术结合基因对于分子组成机器，邱晓庆教授表示，只要你有足够的想象力，制造“人工多结构域蛋白质机器”几乎是任何人都可以做到的。目前的生物技术方法不仅可以修饰结构和功能，还可以改造自然界中存在的大量蛋白质。通过引入一些特定的变化来修饰某些特定的蛋白质，可以形成多功能的蛋白质分子。目前最常用的方法是通过DNA重组技术将表达不同多肽或蛋白质结构域的基因组合起来，形成具有所有基因功能的融合蛋白。只要融合蛋白中的功能域在折叠形成活性结构的过程中不相互干扰，蛋白质就可能表现出我们在设计时希望它具有的生物学功能。已经构建了几种融合蛋白。为了实现构建多结构域蛋白质分子机器的梦想，邱晓庆等人首次尝试构建了由两个蛋白质片段组成的融合蛋白。通过控制融合蛋白的分子结构，融合蛋白可以产生预期的靶向攻击能力，可以选择性攻击某个细胞。在意识到对原核细胞的攻击后，邱晓晴开始梦想是否构建“靶向”真核细胞的有效活性物质。经过10年的研究，邱晓庆教授及其研究组基于几种细菌信息素和抗体模拟的无核大肠杆菌素构建了几种融合蛋白(抗菌肽和免疫毒素)。它们都是特异性攻击选定的靶细菌或靶细胞，杀伤效能远高于现有的抗生素和免疫毒素，但毒副作用远低于现有的抗生素和免疫毒素。它们有可能发展成为一系列新的抗菌和抗肿瘤药物。重要应用前景:可将药物集中输送到患病部位。目前分子机器人的种类有限，但我们可以考虑将来如何使用。考虑到分子机器人可以在生物体内自动生成，看来其最初的应用应该是以医学领域为中心。例如，针对病毒的分子机器人可能通过开发分子镊子来实现。对分子钳的前部进行处理，使其只能与特定的病毒结合。此外，诸如分子镊子的分子机器人可以用于以集中的方式将药物等递送到癌症部位。邱晓庆认为，随着生物技术的快速进步，这种生物技术药物可能很快就会取代现有的药物，为人类创造更好的福利。然而，这些构建的融合蛋白远远没有表达出理想水平的结构和功能——人工多结构域“蛋白质机器”应该具有的理想状态。它们充其量只能算是蛋白质中分子机器的一个雏形。目前，科学家们正在试图在分子尺度上组装这样一台重要的机器，以制造一个极其微小的装置。科学家们打算利用这种装置操纵其他分子，这些分子可以在医学上用于清除体内深处的病毒和癌细胞。它们具有无限的应用前景。到底什么是分子机器人？“机器人”这个词的意思可以在字典里查到。有些字典把机器人称为“能够以操作和工作为目的自动运行的机器或装置”，等等，并不局限于所谓的“人形机器人”。从广义上讲，能够自动进行各种操作的机器可以称为机器人。所谓“分子机器人”，当然是在分子尺度上制造的机器人。一般来说，分子大小的机器人长度只有1 nm左右，1 nm是1 m的十亿分之一，也就是它的大小是1 mm的千分之一，原子的大小大约是0.1 nm，分子机器人当然是由几十个或几百个原子组合而成的机器人。如果可以用这么微小的分子大小的机器随意操纵或加工其他分子，对科学家来说将是一件非常满足的事情。例如，科学家可能会制造分子机器人来对抗严重威胁人类健康的病毒。科学家可以将这种分子机器人送入人体，去除构成病毒的分子，或者清除病毒，或者消灭病毒。也许和“人形”无关，但是分子机器人给我们的印象是当之无愧的。科学家创造超微型机器人“腿和脚”是由DNA制成的。据俄罗斯《纽带》网站报道，英国牛津大学的一个研究团队制造出了一个分子级别的超微机器人。它的“手和脚”由DNA细丝组成，具有独立行动的能力。生物学家早就发现分子可以沿着细胞的某些内部结构移动。科学家们试图通过人工方法制造类似的分子运输结构，但之前从未有人在自然状态下制造出具有类似分子功能的人工产品。牛津大学的研究人员指出，他们最新的“分子机器”的性能在许多方面都超过了以前的产品。据报道，这种分子机器人由两条相互连接的“腿”组成，而这两条“腿”是由DNA片段组成的。分子机器人的两条腿可以附着在特定的DNA序列上，并沿着它缓慢移动。这种超小型机器人的运动能量来自一些特殊的分子，这些分子不受周围体液的影响。据悉，当机器人的“腿”接触到DNA表面时，它可以帮助机器人从那些特殊的分子中获得能量补充。然而，这种分子机器人仍然存在一些缺陷:它的“腿”在行进时可能会失控，从而阻止它进一步行进。目前，研究人员正在努力克服这一缺陷。科学家们希望在未来，类似的、更完善的机器人能够承担微型工厂和车间中运送材料的任务。