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在疾病的研究中，往往需要构建合成原始细胞和原始组织，这一过程取决于仿生骨架的形成。细胞骨架能稳定细胞结构；细胞外基质中的纤维是将细胞连接成组织的粘合点。然而，由于细胞骨架和外骨骼纤维的尺寸、细胞位置和功能千差万别，因此要重现它们的复杂性对材料的要求很高，而想要使用简单的构建块来简化制造和控制的额外需求又使这一挑战变得更加复杂。科学家们一直无法利用蛋白质重现细胞骨架和外骨骼纤维的复杂性，转而研究使用合成 DNA 链作为构建块。 
在近期发表于 Nature Communications 的一项研究中，研究人员对 DNA 进行了重新编程，以在模型细胞和组织内形成合成骨架结构。相关文章题为“Creating complex protocells and prototissues using simple DNA building blocks”。这一策略可以用于合成细胞和组织的自下而上设计，以及医学智能材料设备的生成。
DNA 被大自然用来存储遗传信息，但它也可以用作构建纳米结构的建筑材料。它就像乐高积木，可以重新编程成不同的形状。在这项研究中，研究人员利用简单性来创造复杂性，通过组装亚单位的结构框架，可以支持基于膜的原始细胞和原始组织。研究人员证明了五个寡核苷酸可以退火成纳米管或纤维，其可调整的厚度和长度跨越四个数量级。这些结构被整合到细胞样囊泡内，并被包裹在囊泡的外部——作为细胞骨架（在细胞内）发挥作用。研究人员发现，这些结构可以稳定囊泡，降低它们破裂的几率。
▲图丨构建 DNA 细胞或外骨骼原始细胞和原始组织的程序概述（来源：Nature Communications）
该团队还能够通过将磁性纳米颗粒附着在结构上并用外部磁铁引导它们，实时控制这些结构在囊泡内的确切位置。也就是说，这些结构在原始细胞内的位置是可控的，能够提高其机械、功能和渗透压稳定性。此外，这些宏观结构可以覆盖在原始细胞的外部，以模拟外骨骼，并支持毫米级原始组织的形成。研究人员将 DNA 链放入氯化镁溶液中，加热，然后以每分钟半度的固定速度冷却，可以定制细胞骨架结构、刚度、组成和接近度。这触发了 DNA 自组装成一个有序的结构。文章中指出，这种通过以简单、快速和可预测的方式制造复杂的外骨骼和细胞骨架结构，扩展了合成生物学的边界。通过利用 DNA 纳米技术，这一方法可以扩展到构建具有***控制的更复杂的系统。
DNA提取磁珠可以有效的从标本中提取基因组DNA、病毒DNA或游离DNA，采用化学合成的方法将四氧化三铁进行特殊的处理，使其粒径达到均一化分散，再通过特殊的材料进行官能基团（如硅羟基、羧基）的包覆。包覆官能基团后，磁珠具备了核酸吸附能力，配合核酸提取仪，可以自动化的提取DNA和RNA。
