湖南大学做到了!细胞表面散步的DNA分子机器人!

我不在江湖 2022-03-17 23:46:39

提到DNA分子、机器人、细胞,你有什么想法?如果说“DNA分子机器人可以驾驭细胞”,你会不会觉得这是异想天开?2021年,湖南大学聂舟团队就实现了这个看似异想天开的梦想,团队的研究成果——一种基于细胞膜表面行走的DNA分子机器人,通过不断激活受体信号通路实现细胞行为调控,就做到了让DNA分子机器人在细胞膜界面漫步!

Angew DNA机器人操控细胞 Inside Back Cover

(Angew. Chem. Int. Ed.内封底)

为什么要调控细胞迁移?

聂舟用团队曾做过的一个动物实验来解释研究的目的和意义。“当老鼠肌肉损伤后,我们通过给肌肉干细胞装上纳米调控装置,让它们能够响应光信号并快速迁移到肌肉受损处,通过分化加速肌肉修复过程。”他说,通过智能化控制细胞行为和功能,有望在细胞治疗和再生医学上产生新型工具,在人体组织修复、免疫治疗等方面发挥作用。

在真实世界观察、在微观世界摸索,聂舟频繁穿梭在两个世界之中。“我的很多科研灵感和概念都源于生活。”聂舟在泰国看到骑象人,就想着有没有可能创造出分子机器人,让它骑着细胞走;看到小朋友用激光笔逗猫,他就想,是否也能让细胞成为“追光者”。

Angew DNA机器人操控细胞 示意图

近年,除了聂舟,湖南大学其他的青年教师也在各个领域贡献力量。2020年2月10日,湖南大学林忠财教授荣获国际材料与结构研究实验联合会(RILEM)2020年度“罗伯特·赫尔米特奖”(RobertL'Hermite Medal),成为中国高校首位获此殊荣的学者。该奖项含金量十足,在国际上竞争激烈,设立于1967年,每年颁发一次,每次在全球范围内遴选一名在建筑材料和结构领域作出卓越贡献的中青年科学家。

林忠财教授

“芯片可靠性设计与控制是涉及多学科领域的科学前沿,也是我国重要的发展战略方向。”湖南大学31岁的教授秦光照说。他主要从事芯片可靠性设计与控制方面的研究工作,致力于研发高效先进的热管理和减震防护技术。

秦光照教授

随着电子智能设备的飞速发展,芯片对半导体材料的性能需求越来越高。相比单一半导体,合金半导体在物理、化学及光电性能上更优越。但一般来说,合金半导体的热导率都比单一半导体热导率要低。

这是绝对的吗?秦光照秉持着科学探究精神,进行了一系列研究,终于发现,一种由氮化镓和氮化铝组成的合金半导体存在着异乎寻常的高热导率。这是偶然还是必然?哪怕这只是一丝微光,秦光照也全力以赴。他带着自己的团队与合作者一起,选取了多种不同比例的氮化镓和氮化铝形成合金半导体,进行系统的热导率研究。一年后,秦光照迎来了这项研究的曙光:25%和50%比例的氮化镓氮化铝所形成的合金半导体具有性能卓越的高热导率!这意味着,合金半导体散热性也可以做到很突出,这为我国芯片产业发展方向提供了更多可能。

这项研究成果发表在国际高水平SCI期刊Nanotechnology上,秦光照也因此项研究获得由中国科协科学技术传播中心和知社学术圈评选的2021中国新锐科技人物卓越影响奖。

如今,他从事的芯片高效散热和先进减震防护研究已经被纳入湖南大学机械与运载工程学院的“十四五”发展规划重点支持项目。

近年,湖南大学的青年学者们在生物、材料、芯片等各个领域都有所突破,取得的成果有目共睹,相信这所千年学府能继续源源不断吸引人才、培育人才,在新时代取得更多的科研成果!

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