人工蛋白“步行器”能沿DNA轨道行走
发布时间: 2026-07-15 17:04:10
科技日报北京7月9日电 （记者刘霞）澳大利亚新南威尔士大学科学家建造了首个能沿DNA轨迹、以可控方式移动的人工蛋白马达Tumbleweed，只需调节周围的化学环境，就能精准控制其移动时机与行进方向。相关论文发表于最新一期《自然·纳米技术》杂志。
Tumbleweed合成蛋白马达概念图。图片来源：《自然·纳米技术》杂志 天然分子马达，如驱动蛋白、动力蛋白和肌球蛋白，能在细胞内运输“货物”，为肌肉收缩提供动力，并执行许多对生命至关重要的机械任务。从头构建人工运动蛋白，一直是很多科学家的梦想，因为它能让人一窥复杂分子马达的工作奥秘，并为重新设计此类马达带来独特启发。
在最新研究中，团队利用自身没有运动功能的蛋白质模块，搭建出Tumbleweed，这些蛋白质组件携手组成了一台能沿工程DNA轨道行走的“纳米机器”。它可依照外部化学信号迈步，步长约16纳米。更巧妙的是，只需调换信号顺序，这一合成马达便能反转运动方向。
这项工作不仅为研究分子马达的功能搭建了新平台，也为未来按需定制可编程的蛋白纳米机器乃至自主合成分子马达奠定了基础，这类马达有望催生大规模并行生物计算等应用，此类计算不仅节能、可持续且易于扩展。
团队正在抓紧优化Tumbleweed，近期目标是探明它能走多远（目前约100纳米）、能走多快（目前约每秒1纳米），同时致力于实现无需外部控制的自主运行设计。
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