折纸可将一张纸折叠成千纸鹤、飞机、恐龙等各种形状，而将DNA分子用作纳米技术材料，创建出多种二维和三维构造的“DNA折纸术”研究在海内外火热。京都大学能源理工学研究所的森井孝教授等开发出了一种能够稳定DNA折叠构造的划时代技术。
对使用原有DNA折纸术获得的结构（上三图）和使用新技术获得的稳定结构，分别加热后的结果。原有DNA折纸术获得的结构被破坏，但新技术获得的结构得以保持（供图：京都大学森井教授）
DNA本质上是一种携带生物遗传信息的物质。DNA具有双螺旋结构，两条分子链像梯子一样，成对平行排列并扭曲，如同扭曲的梯子。DNA链由A、T、G、C四种碱基连接组成，其中A仅与T配对，G仅与C配对，具有互补关系。
“DNA纳米技术”利用具有规则化学结构的DNA作为纳米级材料。其中，2000年代出现的DNA折纸术可以通过计算机设计并创建复杂形状，成为当时的一项重大突破。
DNA折纸术组合使用一个约排列7000〜8000个碱基的长DNA片段和多个由数十个碱基排列而成的短DNA片段。充当“支架”的长DNA片段可以自由弯曲以形成所需的形状，而充当“紧固件”的短DNA片段则构成辅助长DNA片段的排列来固定形状。这种结构类似于编织物、纺织品或翻花绳。
DNA折纸可以创造出多种平面和立体结构，包括大小约为100纳米（1纳米等于10亿分之1米）的微型“笑脸”。不过，原有的DNA折纸存在短DNA会因受热而从长DNA上脱落，从而导致结构损坏等化学稳定性较低的课题。
附着在长DNA片段上的短DNA片段紧固件之间会形成DNA未连接的断口，DNA折纸结构中存在数百处这样的断口。森井教授等发现，通过在一种名为DMSO的溶液中使酶或药物发生反应，可以在每个断裂处合成DNA，从而有效地连接DNA。
这一发现使得DNA折纸的稳定性得到了显着提高，即使加热，结构也不会破裂。森井教授表示：“这将成为一项有助于DNA折纸各种应用的通用技术”。
DNA折纸术有望在将来在医学等广泛领域得到应用。其代表性例子是将药物输送到人体中的药物输送技术（DDS）。即通过将药物或疫苗放入使用DNA折纸术制造的胶囊或盒子中，从而有效地将药物输送至癌变等特定患部。
森井教授等还设想了一种在DNA折纸内连接多种化学反应的“分子联合工厂”，将酶排列在胶囊内，使进入胶囊的物质发生反应，并将产生的物质释放到胶囊外部。这就是所谓的纳米级化学工厂，今后有望成为可以在细胞内制造有用物质并分解有害物质的一项未来技术。
日文：越川智瑛、《日经产业新闻》、2024/3/1
中文：JST客观日本编辑部
