生物纳米机器离我们有多远？专家呼吁应从纳米角度加强生物分子机

分子构成的细胞器。比较复杂的蛋白质机器有核糖体蛋白质合成机器、分子马达（ATP酶）、DNA复制机器、转录机器、DNA错配修复系统、蛋白质转运机器等。为能让与会者有直观形象的了解，张先恩展示了一系列模拟生物纳米机器工作原理的动画片。例如，鞭毛是细菌主要的运动器官，天然呈螺旋型。解析其结构，就如同一个由定子、转子、轴承和其他部件组成的运动推进器，成为高效灵活细菌运动器官。专家们认为，自然界给人类提供了很好的启示，如利用紫膜，开发人工复眼、光探测器、光电池；研究离子通道，制造纳米开关、信号放大器等。美国康纳尔大学就利用ATP酶作为分子马达，加上螺旋桨式的金属镍棒，研制出了一种可以进入人体细胞的“纳米直升机”，用于清淤和载药。 “但是，哪怕是解析最简单的生物机器，都要付出长期艰辛的努力。”张先恩说。张先恩认为，由于生物纳米机器具有小尺寸、多样性、自指导、有机组成、自组装、准确高效、分子柔性、自适应、仅依靠化学能或热能驱动、分子调剂等其它机器难以比拟的性能，因此研究生物纳米机器具有重大意义。它可以促进生物学发现、深入认识蛋白质分子机器的结构与功能及工作原理、开发生物分子机器、促进仿生学发展。 “虽然，有科学家已经构建了一些简单的生物器件如DNA编织构件、细胞膜分子穿孔器、分子传感器等，但是总体来说，目前相关研究还停留在探明机理的基础研究阶段。” 谈到研究水平，张先恩认为，迄今为止，对生物纳米机器的认识，主要基于分子生物学和细胞生物学的原理和方法，但是还缺乏从纳米角度来认识物质在纳米尺寸发生的性质变化。生物纳米机器离我们有多远？“由于研究手段的局限，至今，我们对它们还了解甚少。此外，生物纳米机器本身的一些固有的缺陷，如体外稳定性差，工作寿命短，人为操纵也很困难，这让许多研究者望而却步。”张先恩透露，目前，国家启动了纳米科学计划，“973”项目也进行了相关部署。他呼吁，物理学、化学、材料学和信息科学领域的专家可与生物学家一道工作，通过学科交叉融合，在相关研究方面做出新的贡献。
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