Nature Nanotechnology 展示 DNA 折纸“纳米注射器”，以 14 纳米步进可逆穿膜并递送分子货物

学术圈重大事件 · 发布 2026-08-11T19:38:08+08:00 · 更新 2026-08-11T19:40:48+08:00

核心结论

Nature Nanotechnology 8 月 11 日发表可编程 DNA 折纸纳米注射器：两束约 70 纳米结构以金纳米粒子连接，DNA 燃料驱动针体按约 14 纳米步进穿透或退出脂质膜，并在合成细胞中递送货物、触发 RNA 反应。装置仍处模型膜验证阶段，尚未证明可在活体安全给药。

Nature Nanotechnology 8 月 11 日发表斯图加特大学、马克斯·普朗克固体研究所和浙江大学等团队的开放获取论文，报告一种受细菌收缩式注射系统启发的 DNA 折纸纳米注射器。天然细菌纳米机器可以机械穿透膜并注入蛋白，但结构复杂、触发机制难以重编程；研究者希望用模块化 DNA 纳米结构把膜锚定、机械运动、货物携带和时序控制组合在同一装置中。

该装置由两束约 70 纳米长的 DNA 折纸结构组成，并以约 10 纳米金纳米粒子交联。一束带有胆固醇修饰，作为附着在脂质膜上的底座；另一束构成可滑动针体。加入特定 DNA 燃料后，针体以约 14 纳米的步进向下运动并穿过膜，使用反向燃料则可收回针体并促进膜重新封闭。这个设计把“何时穿膜”和“何时退出”从一次性破坏变成可编程、可逆的机械动作。

研究在支撑脂质双层、脂质囊泡和细胞尺度的合成隔室中验证了功能：系在针尖上的分子货物能够被送入膜包围空间，装置还可触发膜附近的杂交链反应、RNA 转录和催化 RNA 切割。对 DNA 纳米技术和合成细胞研究而言，这提供了一种跨膜输入接口，可把外部 DNA 指令转换为内部生化反应，并为构建带机械执行器的人工细胞、受控酶反应或局部递送系统提供设计框架。

但“纳米注射器”目前不能写成已经能给人体细胞注射药物。论文核心实验位于模型膜与合成细胞环境，真实细胞膜包含糖萼、蛋白质、细胞骨架和主动修复机制；DNA 结构在血清中的稳定性、免疫反应、金纳米粒子清除、靶向特异性与重复驱动效率仍需验证。下一步关键是观察它能否在活细胞和复杂生物流体中保持可控穿膜，同时避免不可逆膜损伤。

信息来源

• Nature Nanotechnology 论文
• DOI

可信度说明

Nature Nanotechnology 同行评议论文为 CC BY 4.0 开放获取，装置尺寸、14 纳米步进、可逆收针及多类合成隔室反应均可从正文核验。当前证据主要来自模型膜和合成细胞，不包含人体给药、活体治疗效果或长期生物安全数据。

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