應(yīng)用在DNA的3D打印技術(shù)
魔猴君 行業(yè)資訊 2581天前
如果用3D打印技術(shù)在微觀世界中控型，比如控制DNA的編組，那將帶來怎樣的不可預(yù)知結(jié)構(gòu)？近年來，微型化3D打印與生物3D打印是越走越近，二者的一個(gè)重要交叉點(diǎn)就是人體的遺傳物質(zhì)DNA。在充分肯定3D打印技術(shù)對(duì)DNA研究的積極影響的同時(shí)，我們也不能忽略其中潛在的道德倫理問題。
近幾年，微型化3D打印與生物3D打印越走越近，二者的一個(gè)重要交叉點(diǎn)就是人體的遺傳物質(zhì)DNA。生命科學(xué)的發(fā)展離不開對(duì)DNA的深入研究，因此需要可以靈活處理這一微型結(jié)構(gòu)的技術(shù)。而微型3D打印的進(jìn)步也要有合適的實(shí)驗(yàn)對(duì)象，DNA無疑是個(gè)理想選擇。于是圍繞這串身材極小內(nèi)容極多的生命密碼，3D打印黑科技紛紛涌現(xiàn)，且對(duì)多個(gè)行業(yè)產(chǎn)生了重要影響。
生物3D打印其中一個(gè)目標(biāo)是制造可植入人體的活性器官。在該技術(shù)的諸多難點(diǎn)中，如何讓3D打印的細(xì)胞跟自然器官那樣按照特定布局來排列是最為棘手的一項(xiàng)。
2015年，美國(guó)加州大學(xué)的研究為此提供了一項(xiàng)有效的解決方案。科研人員將DNA的片段裝在用于打印的細(xì)胞外膜上，這樣一來，序列相同的DNA片段會(huì)彼此識(shí)別，進(jìn)而將細(xì)胞聚集在一起，而序列不同的不會(huì)發(fā)生粘附。這一手段，使3D打印細(xì)胞可以形成近乎自然的組織模型，為將來制造完整器官奠定了基礎(chǔ)。麻省理工學(xué)院的研究人員則是用3D打印機(jī)把DNA組裝成形狀各異的支架，使其成為運(yùn)載藥物的微型工具，同樣有助于疾病治療。
食品行業(yè)與生物技術(shù)關(guān)系密切，備受爭(zhēng)議的轉(zhuǎn)基因食品便是典型產(chǎn)物。2016年，美國(guó)兩位生物醫(yī)學(xué)科學(xué)家研制了一種十分獨(dú)特的轉(zhuǎn)基因食物——無需奶牛的“牛奶”。制造這種產(chǎn)品甚至連植物也不需要，它完全是由酵母菌生產(chǎn)的蛋白質(zhì)構(gòu)成的。科學(xué)家用3D打印再造了奶牛的DNA序列，將其植入酵母菌，使其具備了生產(chǎn)蛋白質(zhì)的能力。這一發(fā)明使那些無法飲用牛奶的消費(fèi)者獲得了享用“牛奶”的機(jī)會(huì)。
利用DNA還原生物形態(tài)也早已不是什么新鮮事了，而今又有了3D打印助力，這項(xiàng)工作將變得更加成熟。2014年，美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，利用二十個(gè)基因及其二十四個(gè)變體即可鎖定一個(gè)人的面部特征。這為刑偵破案帶來了新手段。如果能夠提取到嫌疑犯的DNA，再定位其中與容貌相關(guān)的基因片段，利用計(jì)算機(jī)將其還原為3D模型并實(shí)施打印，便可獲得十分接近于真人相貌的嫌犯頭像。
不只是人，植物同樣能通過類似手段復(fù)制。今年9月，新西蘭一位設(shè)計(jì)師利用DNA編寫和3D打印技術(shù)成功再造了一株捕蠅草。它的外觀與真實(shí)捕蠅草相差無幾，還無需澆水，且具有捕蠅功能。以此為基礎(chǔ)，他和他的團(tuán)隊(duì)將計(jì)劃展開更多功能性復(fù)制生物的研究項(xiàng)目。
在充分肯定3D打印技術(shù)對(duì)DNA相關(guān)研究的積極影響的同時(shí)，我們更不能忽略其中潛在的道德倫理問題。例如，通過3D打印機(jī)與DNA片段還原長(zhǎng)相的技術(shù)就存在被不法分子用來盜取他人隱私的風(fēng)險(xiǎn)。既然科技在突飛猛進(jìn)，那么法律規(guī)范也必須盡快跟上。
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