一、DNA纳米技术
DNA不仅仅是生命的密码，它还是制造纳米级构件和设备的通用元件。
DNA的互补碱基对能够优先结合形成双螺旋链，通过合成适当的DNA片断，就可以使它们按计划自行装配成复杂的结构。左图是一个截短了的八面体的棒状模型，它有6个四边形面和8个六边形面，每个边长约20纳米。从每个角上，延伸出一个短的DNA“发夹”。这些“发夹”可以被修饰，以将截短八面体连接在一起，形成规则的三维折叠结构。
2003年是D. Watson 和H. Crick 发现DNA双螺旋结构50周年。这一发现使遗传学问题简化成了化学问题，并奠定了之后半个世纪生命科学的基础。今天，成千上万的研究者正在努力工作，试图破译基因控制生物体发育及机能的秘密。而所有这些基因都记录在DNA这种媒介上。
然而，除了生物化学，这种特殊的分子还有其他用途。通过现代生物技术，我们可以制造出很长的DNA分子，上面排列着根据意愿选择的构建模块序列。这为DNA的应用开辟了广阔的新天地，而不仅限于自然界中生物进化的领域。例如，1994年美国南加州大学的M. Adleman 证明了DNA如何被用作计算设备。而在本文中，我想讨论DNA的另一项非生物学用途：建造纳米级的器械和设备——它们的基本元件和结构只有1到100纳米大小。
这种元件有着许多潜在的应用。DNA制造的规则的栅格能够有序地容纳多个生物大分子，以便用X线晶体成像术测定它们的结构，这是药物推理设计中的一个重要步骤。另外，这种栅格还可以成为搭载纳米级电子元件的平台——作为工作设备或是设备制造过程中的一个步骤。利用DNA制造的分子水平的精密元件还可制造新材料。活动的DNA元件还可用于纳米机械的传感器、开关、镊子以及更精密的机器人。
分枝状DNA
“纳米级”指的是分子水平。通常两个原子之间的化学键大约为0.15纳米（一纳米是一米的十亿分之一）。DNA的双螺旋直径大约两纳米，螺距为3.5纳米左右（约10个碱基对的距离）。碱基对构成了DNA梯子上的“横木”。一小段DNA片断与其他化合物有着非常特殊的相互作用，这种作用依赖于碱基对的排列顺序。人们设想利用这些DNA链来认知特殊的分子，或是作为催化剂控制某种材料的成分。多年来，生物学家一直在利用DNA的认知特性，尤其是遗传工程学中的“粘性末端”的应用。当双螺旋中的一条链比另一条多延伸出几个未配对的碱基时，粘性末端便产生了。通过粘着，突出的部分与另一条有着互补碱基的DNA链相结合。对应关系为：一条链上的腺嘌呤碱基[A]另一条链上的胸腺嘧啶碱基[T]相匹配，胞嘧啶[C]则与鸟嘌呤[G]相匹配。
乍一看，好像DNA并不能生成令人感兴趣的器件。天然的DNA形成一条直链，像一条长绳，以至于每个人都设想由它造出的东西不是直的就是圆的，但是直链不是DNA存在的唯一形式。在细胞内某个过程中，DNA主要以一种分枝状的大分子形式存在。这种分枝结构发生于DNA复制（为细胞分裂作准备）和重组（遗传物质在配对的染色体之间交叉互换，就和精子卵子形成时的情况一样）阶段。
这种分枝结构形成于DNA双螺旋部分解旋成为两条单链时。复制过程中，每条单链沿着它的全长添加相对应的核苷酸，成为新的双螺旋（核苷酸是碱基与双螺旋骨架相应部位的结合点）。更有趣的是重组过程中发生的交叉互换，其间两条DNA断裂并部分解螺旋，四条DNA链接在一起形成有些类似交叉路口的结构。
DNA重组过程中，在分枝点四条DNA链与原先相匹配的位点分离转而与另一条链匹配。由于两侧的碱基序列相对称，分枝点四处游走（就像数字69一样）。这种对称性意味着每条链可以与另外两条中的任一条相匹配。1979年我和美国华盛顿大学的H.Robinson一起工作，试图描述这种运动过程的特性。当时我意识到，人工合成的DNA分子由于缺乏这种对称性，可能形成分枝点不再游走的分枝状分子。要设计这样一个节点，需要合成4条DNA链。每条链上，半条的碱基序列要与另一条的一半相匹配，剩余的半条要与第三条链的一半相匹配
二、科学家们最新的纳米技术研究成果是什么？
科学家的最新研究成果是，用DNA制造出了一种纳米级的镊子。这种超微型镊子，能够钳起分子或原子并对它们随意组合，使制造纳米机械变得容易多了。将来这种镊子还可以成为纳米机械的一个组成部分。
三、DNA折纸技术
纳米技术把人类带入了微观世界。最近，一位纳米技术专家开发出“DNA折纸术”，利用DNA分子建造两维的世界，其作品更复杂，制作起来却更容易。此人是美国加利福尼亚理工学院保罗·罗特蒙德。
几个小时就完工
在16日出版的《自然》杂志上，刊登了一张特别的美洲地图，那就是罗特蒙德用DNA“绘”出的。地图的比例是1比200万亿，整个西半球比一个细菌还小，洛杉矶到纽约的距离只有一纳米的数十分之一。
在已有纳米模型中，罗特蒙德的作品可算最精确的。他说:“我本想画一张世界地图，但时间不够了。”目前他的作品还有笑脸、五角星、雪花、花等。
动手之前，罗特蒙德要构思1个月，然后用几个小时完成。
他在一个模板上把病毒DNA的一根单链前后折叠，附着在其双螺旋结构上。这个造型要靠DNA特有的短链来维持，这样“叠好的”病毒单链就不会松开。
罗特蒙德要在图纸上画好形状，然后用单链把图案填满，随后用计算机来决定该作品需要多少短链及其化学构成。接下来就是DNA实际制作了:用一点盐混上DNA，将其加热到接近沸点，再让其自行冷却，最后把DNA组装成需要的形状。
艺术品是个台阶
美国纽约大学的纳德里安·西曼说:“在某种意义上说，这是一场革命。”西曼也是研究DNA纳米技术的。
在罗特蒙德之前，研究者是用更复杂的方法制造正方形、八方体等，罗特蒙德希望新方法能用于电子和分子生物学领域，比如制作载有微观电子元件的平台，甚至制作微小的蛋白质工厂。
“这只是艺术品，”罗特蒙德说，“我们坚信，如果我们掌握了用DNA造型的技术，我们就能用它们制作有用的东西。”
新华社供本报特稿
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奇特星云 状似DNA
据新华社电 美国加州大学洛杉矶分校一个天文学家小组15日宣布，他们借助美宇航局的“斯皮策”太空望远镜，发现了银河系中心附近有一个形似DNA分子双螺旋结构的奇特星云。
此前，天文学家发现的星云只有漩涡状或不规则形态，规则的双螺旋结构星云还是首次被观测到，这有赖于“斯皮策”太空望远镜在红外线波段的观测能力。
加州大学洛杉矶分校天文学教授马克·莫里斯等人在16日出版的《自然》杂志上发表论文称，他们观测到的星云约有80光年长，距离银河系中心的黑洞300光年左右，而我们的太阳系距银河系中心约2.5万光年。
莫里斯等人推测，这个星云的奇特形状可能是银河系中心磁场扭曲导致的。莫里斯说，银河系中心有一个非常大的磁场，尽管其平均强度只有太阳磁场强度的千分之一左右，但面积巨大，这个磁场的总能量相当于超新星爆发的1000倍。
在正常情况下，这个磁场的磁力线与银河系所在的平面是垂直的。但受某种因素干扰，磁力线的根部发生了扭曲，这种扭曲的波就沿着磁力线的方向扩展，好比艺术体操中的绳操，运动员抖动绳子末端，绳子就“画”出波浪来。
研究人员认为，银河系中心磁场的扰动波高速扩展，其扩展速度可能高达每秒1000公里左右，这就带动了附近星云中的物质分布成螺旋状。
引发银河系中心磁场扰动的原因是什么呢？研究人员推测，可能在于一个巨大的星际尘云碟。