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    很像收銀員(yuan)利(li)用(yong)機器(qi)掃描包(bao)裝上的條(tiao)形碼來(lai)識別顧(gu)客在(zai)商店中購買的物品，科(ke)學(xue)家們(men)利(li)用(yong)顯(xian)微鏡和它們(men)自身各(ge)種(zhong)條(tiao)形碼來(lai)幫助辨別細(xi)胞(bao)(bao)的各(ge)個部分，或是疾(ji)病位點(dian)的分子類型。但他們(men)的條(tiao)形碼只(zhi)有(you)極少(shao)數(shu)的“種(zhong)類”，限制(zhi)了科(ke)學(xue)家們(men)在(zai)任何(he)時間研究的細(xi)胞(bao)(bao)樣品中對象的數(shu)量。

    近日(ri)來自(zi)哈佛大學維斯生物工(gong)程(cheng)研(yan)究(jiu)所的(de)研(yan)究(jiu)人員制(zhi)造了(le)一種新型(xing)的(de)條形碼能(neng)夠具有幾乎無限(xian)的(de)系列(lie)類型(xing)，相比以前(qian)有潛能(neng)使科學們在某(mou)個特定時(shi)間集合更多的(de)重要信息。這種方(fang)法利用了(le)DNA的(de)天然(ran)(ran)自(zi)組裝能(neng)力，在線報道在9月24日(ri)的(de)《自(zi)然(ran)(ran)化學》（Nature Chemistry）雜(za)志(zhi)上。

   領導(dao)這(zhe)一研(yan)究的是華裔科(ke)學(xue)(xue)家(jia)(jia)印鵬（Peng Yin，音譯），這(zhe)位科(ke)學(xue)(xue)家(jia)(jia)主(zhu)要研(yan)究方向是基于觸(chu)發分(fen)(fen)子(zi)幾何學(xue)(xue)的工(gong)程生物成像探針，曾榮獲2010年(nian)美國NIH院(yuan)長創新(xin)(xin)獎。印鵬說：“我們希(xi)望這(zhe)種新(xin)(xin)方法將為利用熒光顯微鏡研(yan)究復雜的生物學(xue)(xue)問題提供急需的分(fen)(fen)子(zi)工(gong)具。”

   過去幾十(shi)年(nian)里熒(ying)光(guang)顯微鏡一直是生物(wu)醫學成像(xiang)領(ling)域的一種絕(jue)技。簡(jian)而言之，科學家(jia)們(men)將熒(ying)光(guang)元件條(tiao)形碼(ma)連(lian)接到分(fen)子上，隨后他們(men)將分(fen)子附著到他們(men)希望研究的細胞部分(fen)。照射樣(yang)本觸發每種條(tiao)形碼(ma)在特異的光(guang)波長發出(chu)如(ru)紅(hong)色(se)、藍色(se)或綠色(se)的熒(ying)光(guang)，指(zhi)明目的分(fen)子所在的位置。

    然而，這(zhe)種方法受(shou)到可(ke)獲得(de)顏(yan)色數(shu)量(liang)的(de)限(xian)制——只有三或(huo)(huo)四種，有時候顏(yan)色還會(hui)變的(de)模(mo)(mo)糊。這(zhe)就是(shi)DNA條形(xing)碼的(de)魔力所在：各種顏(yan)色的(de)小點以幾(ji)何模(mo)(mo)式或(huo)(huo)熒光線性條碼排(pai)列，且(qie)組合幾(ji)乎是(shi)無限(xian)的(de)，科學家們能夠在一個樣本中觀察到的(de)不同分(fen)子或(huo)(huo)細(xi)胞的(de)數(shu)量(liang)顯(xian)著(zhu)增加，且(qie)顏(yan)色容(rong)易區分(fen)。

   以下(xia)是它的工作原理：DNA折紙術(shu)（DNA origami）遵循著雙螺旋的基(ji)本原子即分子堿基(ji)A（腺嘌(piao)呤）只(zhi)(zhi)結(jie)合T(胸腺嘧啶)，而C（胞嘧啶）堿基(ji)只(zhi)(zhi)結(jie)合G（鳥嘌(piao)呤）。利用這(zhe)些適(shi)當的“規(gui)定”，長鏈(lian)DNA在短鏈(lian)的幫助下(xia)按程(cheng)序通過自(zi)身折疊(die)進(jin)行(xing)自(zi)組裝構建出預(yu)定的形式——很像將(jiang)一張紙折疊(die)構建出傳統日(ri)本藝術(shu)中的各種圖樣(yang)。

    對于這些(xie)結構(gou)(gou)上(shang)更(geng)加復(fu)雜的DNA納(na)米(mi)結構(gou)(gou)，研究人員能夠隨(sui)后將(jiang)(jiang)熒光分子(zi)附著到理(li)想的位點，然后利(li)用折紙技術用少(shao)數的熒光分子(zi)生成大(da)量的條形碼。由于它使(shi)得科學家們有可能比以往任何時(shi)候(hou)闡(chan)明更(geng)多的細(xi)(xi)胞結構(gou)(gou)，這可能會將(jiang)(jiang)許多添加到細(xi)(xi)胞成像的“工具箱”中。

    印鵬說:“這些設計的DNA納米結構固有的剛度是這種方法*大的優勢：無需利用外力，它將熒光模式維持適當的位置。還大有希望利用這種方法在自然環境中研究細胞。”作為概念證明，研究小組證實他們其中的一個新條形碼成功地附著到了酵母細胞表面。
  還需要更多(duo)的研(yan)究來特別(bie)確定當每種(zhong)熒光(guang)條形碼(ma)一(yi)起混合在(zai)一(yi)種(zhong)細胞樣本中時會發生(sheng)什(shen)么，這是在(zai)真實生(sheng)物(wu)學和醫學成像系(xi)統(tong)中的例(li)行(xing)程(cheng)序。但也(ye)有(you)許多(duo)好(hao)消(xiao)息作(zuo)為(wei)起點，印鵬說(shuo)相比當前的方法它的成本低、易操作(zuo)且更為(wei)強大。

     維斯研究所創會理事Don Ingber博(bo)士(shi)說(shuo)：“我們(men)(men)正在快速(su)推(tui)動利(li)用折(zhe)紙技術(shu)(shu)操作(zuo)DNA分(fen)子的(de)能(neng)(neng)力。它的(de)潛力景觀(guan)是巨大的(de)，從幫助我們(men)(men)開發靶向(xiang)藥物傳遞(di)機制到改善細胞和分(fen)子活動范圍(wei)，我們(men)(men)能(neng)(neng)夠(gou)利(li)用*新的(de)醫學成像技術(shu)(shu)來(lai)觀(guan)察疾病的(de)位點(dian)。”