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《自然》及子刊综览

2019-12-12 中国科学报 唐一尘
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  《自然—生物技术》

  携带DNA内存的材料能记住“兔子”

  《自然—生物技术》发表的一篇论文报告了一种运用特殊材料3D打印出来的兔子,这种材料包含了用以合成DNA编码的兔子蓝图。之后,原始兔子所含的DNA被解码,并复制了五代的兔子。

  全球的数据量不断增加,传统的存储架构,如硬盘和磁带,越来越难以跟上数据存储的需要。随着这些装置逐渐达到存储极限,DNA被当作一种长期存储方案提出。过去的研究已经强调了DNA的持久性和存储海量信息的能力,现在研究人员已经发现了用前所未有的方式利用DNA持久性进行存储的应用。

  以色列Erlich实验室的Yaniv Erlich和Robert Grass等人开发了“万物DNA”存储架构,它可以生成具有不变记忆的材料。为了检验这一方法,他们将常见的计算机图形测试模型“斯坦福兔子”的蓝图编码为DNA兼容格式,再将其存储在DNA分子中,进而将DNA分子封装在嵌于可生物降解的热塑性聚酯中的二氧化硅小球内;最后使用所得热塑性聚酯3D打印兔子。之后,研究人员利用存储在兔子中的DNA复制兔子:从3D打印的兔子身上截下一小块,解码其中包含的DNA分子。这样创造出了5代的兔子,且没有任何信息损失,由前一代扩增的DNA被封装到下一代中;DNA蓝图一直保持稳定——即使第四代和第五代之间相隔了9个月。

  在第二项实验中,研究人员将一段有关华沙犹太区档案的视频编码进树脂玻璃中,再用该树脂玻璃制造普通的眼镜。只需一小块树脂玻璃,就能恢复其中隐藏的信息。他们表示,“万物DNA”概念或可用于制造日常物品,将信息藏于其中,它甚至可能标志着向自我复制机器迈进了一步。

  相关论文信息:

  http://doi.org/10.1038/s41587-019-0356-z

  《自然—通讯》

  仿软体动物的柔性铠甲

  《自然—通讯》近日发表的一篇论文报道了一种以海洋软体动物石鳖的环带为灵感的新型柔性铠甲。

  生物学一直是铠甲设计的灵感来源,但灵活性永远是铠甲开发的一个主要问题。已知石鳖背部有较大的壳板能起到保护作用,但同时还有成排的矿化鳞片可以保护未受壳板覆盖的部位。

  美国弗吉尼亚理工大学的Ling Li和同事分析了石鳖如何能在演化出自我保护机制的同时维持着一定的活动度。研究人员利用多项技术研究了不同石鳖物种的矿化鳞片的结构和功能,随后设计并3D打印了一款合成聚合物铠甲,进一步分析了这些鳞片结构和功能。研究团队还演示了这种3D打印的柔性铠甲可作为护膝,保护身体不被碎玻璃划伤。

  虽然研究人员开发的铠甲为塑料材质,但3D打印不同材料的潜力意味着该研究提出的设计原理有望应用于其他功能性原型的设计。

  相关论文信息:

  http://doi.org/10.1038/s41467-019-13215-0

打印 责任编辑:侯茜

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