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樹枝狀DNA功能材料廣泛應用于生物醫學領域

DNA，即脫氧核糖核酸，是生命系統的核心遺傳物質。近年來，隨著DNA納米技術的深入發展，研究人員從高分子材料角度認識和研究DNA。DNA由四種脫氧核苷酸單體按照一定順序排列而成，是一種獨特的生物大分子。不同于傳統的高分子，DNA單體的數量和排列順序可以按預期設計而精準定制，是序列和結構精準可控的大分子。并且，DNA功能材料可以保留DNA的生物學屬性。因此，DNA功能材料可架起生命、化學與高分子之間的橋梁。

自然界存在的DNA分子多為線形和環形，這兩種DNA基元難以構筑復雜多樣的DNA功能材料。樹枝狀DNA可以根據需求巧妙設計為各向同性或各向異性、對稱性或非對稱性的結構。并且，樹枝狀DNA具有的多分支結構可定制連接多種不同的功能元件。這些特性使得樹枝狀DNA作為一種靈活通用的構筑基元，以可控的方式精準構建DNA功能材料，并廣泛應用于生物醫學等領域。作者結合自身的研究工作，系統地介紹了樹枝狀DNA的設計原則、制備方法和應用發展，梳理了DNA功能材料發展進程中的代表性工作，總結了DNA功能材料的構建方法，并探討了在不同應用場景中的特點優勢，最后深入討論了DNA功能材料未來發展存在的挑戰和機遇，特別展望了如何推動實際應用。期待各領域科學家通力合作，各施所長，設計合成更多結構性能獨特的新材料，開發更多激動人心的新應用，共同推進DNA功能材料領域的發展。

原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.0c00294

仰大勇博士，天津大學化工學院教授。課題組研究以生物大分子DNA為主線，包括生物功能高分子、腫瘤診斷治療和合成生物學。課題組主頁：http://yanglab-dna.com/