康乃爾大學：DNA 不只雙股螺旋結構，還能「摺」出有蛋白功能的構造

細胞 DNA 的「雙螺旋」（double helix）構造，使 DNA 準確複製，並維持穩固結構以保護免受化學和物理性傷害，才能正確完整保存遺傳資訊。但最近康乃爾大學科學家開發出能摺疊成複雜結構的 DNA，和特定化學分子結合後有類似螢光蛋白的功能。成果發表於 6 月《自然》（Nature）期刊。

1953年華生及克里克提出DNA雙螺旋結構模型，完美解釋DNA遺傳物質如何保存遺傳訊息並準確複製到下一代。DNA功能單純，不同蛋白質擔負不同功能，從運送氧氣、產生能量、消化食物、攻擊病菌到傳遞訊息等，結構複雜，但此次發現顛覆人們的DNA結構的認知，原來也有形成複雜結構並發揮不同功能的潛力。

去年研究團隊就發現某DNA，能與不發螢光的化學分子DFHBI-1T結合而有發綠色螢光的性質。依螢光顏色將DNA命名為「生菜」（lettuce）。團隊利用此DNA開發出COVID-19檢測法：生菜拆分成幾個獨立DNA部分加上能辨認COVID-19 RNA部分，此時不會發螢光；COVID-19 RNA出現時就會誘導這些DNA接近而發出綠色螢光。檢測時若發螢光，就顯示有COVID-19病毒。

為了深入研究生菜有何結構特性能發螢光，團隊與結構生物學專家合作，使用先進「冷凍電子顯微鏡」（Cryo-EM）技術，以原子級解析度觀察生菜結構。生菜結構與螢光蛋白結構完全不同，而是採取DNA獨特摺疊方式。研究團隊表示，他們的發現將加速螢光DNA分子的開發，例如用於快速診斷試劑，以及許多其他科學研究的應用。

DNA有許多優異特性，一直是許多科學家嘗試取代蛋白質或抗體的材料。首先，合成DNA比合成蛋白質快速簡單；其次溫度、酸鹼耐受性也較強；施打後DNA引發免疫反應通常較小。雖然開發DNA的分子工具不可能全面取代現有的蛋白酵素或抗體，但若成功，就能補足現有分子工具不完美之處。