摺紙可將一張紙摺疊成千紙鶴、飛機、恐龍等各種形狀，而將DNA分子用作奈米技術材料，建立出多種二維和三維構造的「DNA摺紙術」研究在海内外火熱。京都大學能源理工學研究所的森井孝教授等開發出了一種能夠穩定DNA摺疊構造的劃時代技術。
對使用原有DNA摺紙術獲得的結構（上三圖）和使用新技術獲得的穩定結構，分別加熱後的結果。原有DNA摺紙術獲得的結構被破壞，但新技術獲得的結構得以保持（供圖：京都大學森井教授）
DNA本質上是一種攜帶生物遺傳資訊的物質。DNA具有雙螺旋結構，兩條分子鏈像梯子一樣，成對平行排列並扭曲，如同扭曲的梯子。DNA鏈由A、T、G、C四種鹼基連接組成，其中A僅與T配對，G僅與C配對，具有互補關係。
「DNA奈米技術」利用具有規則化學結構的DNA作爲奈米級材料。其中，2000年代出現的DNA摺紙術可以透過電腦設計並建立複雜形狀，成爲當時的一項重大突破。
DNA摺紙術組合使用一個約排列7000〜8000個鹼基的長DNA片段和多個由數十個鹼基排列而成的短DNA片段。充當「支架」的長DNA片段可以自由彎曲以形成所需的形狀，而充當「緊固件」的短DNA片段則構成輔助長DNA片段的排列來固定形狀。這種結構類似於編織物、紡織品或翻花繩。
DNA摺紙可以創造出多種平面和空間結構，包括大小約爲100奈米（1奈米等於10億分之1米）的微型「笑臉」。不過，原有的DNA摺紙存在短DNA會因受熱而從長DNA上脫落，從而導致結構損壞等化學穩定性較低的課題。
附着在長DNA片段上的短DNA片段緊固件之間會形成DNA未連接的斷口，DNA摺紙結構中存在數百處這樣的斷口。森井教授等發現，透過在一種名爲DMSO的溶液中使酶或藥物發生反應，可以在每個斷裂處合成DNA，從而有效地連接DNA。
這一發現使得DNA摺紙的穩定性得到了顯着提高，即使加熱，結構也不會破裂。森井教授表示：「這將成爲一項有助於DNA摺紙各種應用的通用的技術」。
DNA摺紙術有望在將來在醫學等廣泛領域得到應用。其代表性例子是將藥物運送到人體中的藥物運送技術（DDS）。即透過將藥物或疫苗放入使用DNA摺紙術製造的膠囊或盒子中，從而有效地將藥物運送至癌變等特定患部。
森井教授等還設想了一種在DNA摺紙内連接多種化學反應的「分子聯合工廠」，將酶排列在膠囊内，使進入膠囊的物質發生反應，並將產生的物質釋放到膠囊外部。這就是所謂的奈米級化學工廠，今後有望成爲可以在細胞内製造有用物質並分解有害物質的一項未來技術。
日文：越川智瑛、《日經產業新聞》、2024/3/1
中文：JST客觀日本編輯部
