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  精準控制合成過程和分子結構是材料化學領域長期存在的基本挑戰和學術前沿。探索新的材料體系，并研究其分子基礎，如同建造大樓——磚塊和堆砌方式等因素決定大樓的用途和品質。生命系統中心法則的分子基礎正是精準化學的典范：脫氧核糖核酸（DNA）精準編碼遺傳基因信息，將基因信息轉錄為核糖核酸（RNA），進一步翻譯為蛋白質。

  受生命系統創造物質的啟發，我們能否像基因一樣精準合成功能材料？一個順理成章的答案是，直接利用DNA合成功能材料，利用DNA合成生命之外的物質！將DNA作為“磚塊”，這樣的磚塊有四種不同的結構，即含有A、T、C、G堿基的脫氧核糖核苷酸四種單體。四種單體可以按照人們的設計任意連接在一起，從而形成一條序列完全可控可調的大分子鏈。磚塊的堆砌方式也很特別，像拼裝樂高積木，接頭處經過設計可以像鑰匙與鎖一樣精確對應，即A與T、C與G特異性配對結合。因為這樣獨特性質的磚塊和堆砌方式，DNA分子拼裝而成的功能材料具有分子結構精準可控、組裝過程精確高效、材料功能精確可調的優勢，是精準創制功能材料的理想分子體系。

圖1. DNA功能材料：從結構組裝、功能調控到生物醫用

  近年來，仰大勇教授團隊聚焦DNA生物功能材料研究，他們結合團隊的研究進展，受邀在Accounts of Materials Research上發表題為“Gene-like Precise Construction of Functional DNA Materials”的評述文章。在這篇Account里，他們對DNA功能材料的創制策略與生物醫用進行了歸納和總結。在分子尺度、納米尺度和宏觀尺度，分別以樹枝狀DNA、DNA納米復合物和DNA水凝膠為例，討論了DNA功能材料的精準創制策略，分析了利用DNA功能材料在生物功能調控、生物檢測成像、基因藥物遞送和細胞工程等方面的應用案例，展望了“像基因一樣精準創制DNA功能材料”作為一種功能材料創制的典型范式，有望結合其他分子體系、方法和技術，推動精準材料化學的發展。

  DNA功能材料作為一類新興的生物醫用材料，仍處于發展的初級階段，需要針對應用需求發展更多的分子組裝策略，創制結構和功能精準可控的材料，并且在生物醫用方面解決有效性、安全性和實用性等問題。

  原文鏈接： https://doi.org/10.1021/accountsmr.1c00164 

  仰大勇教授團隊以生物大分子DNA為研究主線，聚焦DNA生物功能材料化學組裝與智能制造，并用于生命分析和疾病治療。

  課題組主頁：http://yanglab-dna.com/