美國西弗吉尼亞大學研究人員實現了在原子水平上觀察合成DNA，從而了解了如何改變其結構以增強其剪刀功能。更多地了解這些合成DNA反應，或是未來解鎖醫學新技術的關鍵。研究結果發表在最近出版的《自然》子刊《通信·化學》上。

原子細節可以為人們提供一個路線圖，去構建和改進可廣泛適用于醫療界的最新技術，理論上，其可應用于視網膜變性或癌癥等疾病的治療。

此次研究中使用的合成DNA，亦稱為DNA酶。與人類DNA不同，DNA酶在實驗室中創建，生產成本低廉且能夠催化化學反應。研究人員表示，人們通常認為DNA作為人類遺傳信息的存儲單元是惰性的，然而，在實驗室中進化出的某些類型的DNA違背了傳統規則。這些DNA可折疊成復雜的形狀，能夠執行一系列效果顯著的“行動”。

研究團隊與美國能源部阿貢國家實驗室展開合作，通過結晶合成DNA，然后用超強X射線將其摧毀以揭示其結構。實驗中，研究人員看到了一個“小臂”的結構，其可伸出“手”找到互補序列的另一部分并將自己夾在一起，類似于魔術貼的連接方式。這些DNA可作為分子剪刀，具有精確的特異性來切割RNA或DNA；或者也可充當膠水，如果有一個導致疾病的突變基因，它們就可把這個DNA帶入細胞，讓它擺脫導致疾病的蛋白質。

團隊表示，這就像人們正在制作一本動畫分子書，數百種不同品種的DNA酶都具有自己獨特的特性，可應用于人類健康的主題。

這些發現還有助于回答一個30年來未解的關于特定DNA結構的問題，并幫助科學家在不改變DNA本身的情況下讓它產生催化反應。