科學(xué)家開發(fā)出分子水平3D打印技術(shù)：基因3D打印

        3D打印技術(shù)最終將走向何方,？它能帶給人類什么樣的未來,？認(rèn)為,，最終，無論是我們的有生之年能否看到,，我們都會有納米工廠,，即分子水平的3D打印。設(shè)想在未來,，我們能夠通過一個復(fù)雜的計算機(jī)系統(tǒng)把垃圾變成幾乎我們?nèi)魏蜗胍獤|西,，任何硬件都能在分子水平上進(jìn)行制造。
       是的,，知道,，你們中許多人可能在想：“這個瘋子在想什么？”然而,，近日一對研究人員,，弗吉尼亞理工大學(xué)的生物系統(tǒng)工程助理教授 Justin Barone和Ryan Senger發(fā)表了他們的研究成果，試圖將3D打印向分子水平推進(jìn),。
       這兩位科學(xué)家將3D打印與分子自組裝的思路結(jié)合起來創(chuàng)建他們稱之為“遺傳3D打�,。╣enetic 3D printing）”的技術(shù)。所謂分子自組裝,，是指分子在不受人類外力之介入下,，自行聚集、組織成規(guī)則結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象,。分子自組裝也是一種自下而上的方式,，與3D打印有類似之處。
      兩位科學(xué)家的研究起源于一次偶然的發(fā)現(xiàn)：研究人員無意中創(chuàng)建了一種有能力自我組裝成纖維的蛋白,。
      當(dāng)時他們只是試圖通過切掉一部分面筋蛋白質(zhì)來生產(chǎn)面筋膠粘劑,。接下來發(fā)生的事情讓他們大吃一驚，那些被去掉的蛋白質(zhì)在燒杯中自組裝成了纖維,！

       “我最開始認(rèn)為這是一個錯誤,。”Barone說：“我認(rèn)為是一個正在脫發(fā)的學(xué)生,，把他掉落的頭發(fā)弄得滿實(shí)驗(yàn)室都是從而導(dǎo)致了這一現(xiàn)象,。于是讓他戴個東西把頭發(fā)裹住，他照做了,。這次我們更加小心,，但是再次出現(xiàn)了纖維。我又對整個實(shí)驗(yàn)室徹底地吸了一次塵,。結(jié)果還是一樣,。于是我們開始研究它們并意識到我們正在面臨一項重大發(fā)現(xiàn)。”
       這些纖維的質(zhì)量堪比蜘蛛絲,，這是科學(xué)家們多年以來一直試圖制造的東西,。 蜘蛛絲的強(qiáng)度—重量比是鋼材的5倍，是各種應(yīng)用的理想材料,。

         研究人員重新開始,，發(fā)現(xiàn)他們還可以通過操縱纖維的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變其顏色。但是這還不是全部,。據(jù)了解。研究人員將面筋蛋白與其它蛋白結(jié)合,，能夠在分子水平打印出具有不同電特性,、強(qiáng)度和顏色的纖維。
        一般的3D打印是用軟件將計算機(jī)代碼和原料轉(zhuǎn)化成物理對象,。而在目前的研究情況下,，研究人員發(fā)現(xiàn)，他們能夠使用遺傳圖譜作為他們的計算機(jī)代碼,，通過對DNA進(jìn)行倒推,，將其插入到宿主細(xì)菌即e-coli菌。從那里,，蛋白質(zhì)（原料）開始生長（注：這其實(shí)就是DNA的表達(dá)與蛋白質(zhì)的合成過程嘛）,，并彼此相互作用，形成研究人員已經(jīng)設(shè)定的纖維,。
         雖然聽起來實(shí)在太科幻了,，但是 Justin Barone和Ryan Senger都認(rèn)為，他們最終可能會利用這種方法在分子水平制造各種物體,。 因?yàn)榈鞍踪|(zhì)纖維是天然的構(gòu)建“磚塊”,，一旦他們找到一種方法能夠使蛋白質(zhì)纖維組成更大的結(jié)構(gòu)，那么任何東西都能夠制造,，無論是咖啡壺,、還是人體骨骼，甚至肌肉,。
        研究人員目前正在努力推進(jìn)他們的發(fā)現(xiàn),，并制造出了大量真絲般的纖維以用于各種用途。 此外,，他們正在尋找各種方法來增加每根纖維的大小,，最終實(shí)現(xiàn)制造更大的物體。