利用DNA建造微型机器人，并用它来研究肉眼看不见的细胞过程——这不是科幻小说，而是来自Inserm、国家科学研究中心和蒙彼利埃大学的科学家们认真研究的课题。 这种高度创新的“纳米机器人”可以更近距离地研究微观层面上施加的机械力，这对许多生物和病理过程非常重要，代表了一项重大的技术进步。 相关研究发表在最新一期《自然·通讯》上。
人体细胞受到微观尺度上施加的机械力的影响，触发许多细胞过程所必需的生物信号，涉及人体的正常功能或疾病的发展。 例如，触觉在某种程度上取决于对特定细胞受体施加的机械力。 除了触觉，这些机械传感器(称为“机械传感器”)还可以调节其他关键的生物过程，如血管收缩、疼痛、呼吸，甚至可以检测耳朵中的声波。
这种细胞机械敏感性的功能障碍与癌症等多种疾病有关。 癌细胞通过检测和不断适应其微环境的机械特性而在体内迁移。 机械感受器可以检测特定的力并将信息传递给细胞骨架。
目前，科学家对这些涉及细胞机械敏感性的分子机制的了解还非常有限。 一些现有的技术可以用来施加控制力和研究这些机制，但有其局限性。
为了寻找替代方案，Inserm研究人员Gaetan Bert领导的研究小组决定使用DNA折叠方法，即以DNA分子为建筑材料，以预定义的形式自组装3D纳米结构。
研究人员设计了一个由三个DNA折叠结构组成的纳米机器人，其大小与人类细胞的大小兼容，首次使施加和控制分辨率为1皮牛顿(即1牛顿的万亿分之一)的力成为可能。 这是人类制造的、基于DNA的自组装物体第一次可以如此精确地施力。
研究小组首先将机器人与一种能够识别机械受体的分子连接起来。 这使得机器人可以指向人体内的一些细胞，并向位于细胞表面的定向机械感受器施加力，以激活它们。
研究人员表示，这一工具对于基础研究非常有价值，因为它可以用来更好地了解细胞机械敏感的分子机制，并发现对机械力敏感的新细胞受体。 有了纳米机器人，科学家还可以更准确地研究何时施加力，生物和病理过程的关键信号通路在细胞水平上被激活。
