編譯／韋士塔

加拿大蒙特婁大學（University of Montreal）的研究團隊已研發出迄今最迷你的天線，長度僅5奈米，使用的材料是生物的去氧核糖核酸（DNA）。這種天線和傳統天線不同，並非用來傳輸無線電波，而是用於收集蛋白質變化的數據。

蒙特婁大學的生物工程和生物奈米技術專家瓦利-比利斯利（Alexis Vallee-Belisle）表示，DNA是攜帶遺傳指令的分子，直徑約為2奈米，只有人類頭髮的2萬分之1。DNA可製作成各種奈米結構和奈米裝置，因為DNA能像樂高積木一樣組裝，研究團隊據此製作出螢光奈米天線，能使用光信號記錄和傳送訊息，即時追蹤蛋白質發揮生物功能時產生的特殊信號。

瓦利-比利斯利在發表於《自然方法》（Nature Methods）期刊的報告中指出：「DNA奈米天線的原理，與能接收和發射無線電波的雙向天線一樣。這種螢光奈米天線能接收某種顏色或波長的光，並根據所感知的蛋白質活動，發射另一種顏色的光線，供研究人員檢測。」

研究人員表示，蛋白質是較大、功能較複雜的分子，在人類體內執行各種重要任務，包括支持免疫系統、調節器官功能等。蛋白質執行任務時，其結構會持續變化，這個過程被科學家稱為「蛋白質動態」（protein dynamics）。

瓦利-比利斯利指出，過去一直沒有適合的工具來追蹤蛋白質動態，難以監測不同的生物分子機制。如今研發出DNA奈米天線，研究人員可進一步了解蛋白質如何隨著時間產生結構上的變化。

參與這項研究的蒙特婁大學化學博士生哈倫（Scott Harroun）指出：「蛋白質動態的實驗，迄今仍是重大挑戰，因為核磁共振、X光晶體學等高結構分辨率技術，通常無法直接用來研究時間非常短暫的蛋白質動態。」

不過，最新的DNA合成技術能夠製作出不同長度和靈活性的專屬奈米結構，並加以優化，獲得所需的功能。哈倫解釋，使用DNA設計奈米天線時，手續相對簡單，且可製造不同長度的天線，並且很容易讓螢光分子與DNA相連。

與其他分析技術相比，DNA天線的最大優勢是能夠捕獲極為短暫的蛋白質變化。研究人員指出，這代表DNA天線能應用於生物化學和奈米技術等領域。哈倫說：「利用奈米天線，我們將可即時檢測鹼性磷酸酶與各種生物分子和藥物的效力，這種酶與癌症和腸道炎症等疾病有關。此外，DNA天線也能幫助奈米工程師開發更好的微型裝置。」

瓦利-比利斯利表示：「DNA奈米天線的化學編程技術相對簡單，容易操作，世界各地許多實驗室都能使用這項技術來研究蛋白質動態、研判新型藥物的功效或開發新的奈米技術。我們準備成立一家新創公司，爭取資金，最終目標是讓DNA天線商業化，供研究人員和製藥產業使用。」