近日，河南大学农学院林敏教授联合山东大学微生物改造技术全国重点实验室梁泉峰教授在国际期刊《Advanced Science》（一区，5年IF= 15.6）上发表了题为“DNA Origami and Its Applications in Synthetic Biology”的综述文章。

DNA 折纸（DNA Origami）和合成生物学（Synthetic Biology）是生物技术领域的两大颠覆性技术。该综述首次系统总结了DNA折纸技术在合成生物学领域的最新进展，重点从细胞外至细胞内的精准构建与动态调控以及无细胞合成生物学两大角度展开。DNA折纸技术能够通过精准编程核酸自组装，构建出具有空间可寻址性的纳米结构。在生物膜领域，DNA折纸可通过框架引导组装策略重建脂膜形状、修饰脂质体仿生细胞膜功能或嵌入膜通道调控物质运输以应对环境变化。固定在细胞膜上的DNA折纸通过搭载信号分子（如适配体、抗体）或链位移反应可介导细胞间通讯，模拟自然信号转导途径。在模拟细胞骨架方面，刚性DNA框架支撑细胞形态并引导胞内蛋白有序排布；其蛋白网络组装能力可精确组织多酶级联反应路径，显著提升代谢效率。此外，DNA折纸不仅可以编程PAM位点，提高编辑效率，还可通过“锁扣”结构实现时空可控的基因编辑。此类系统可用于构建智能基因回路，实现细胞行为的精准编程。在无细胞合成生物学中，DNA折纸骨架为多功能分子机器和结构提供标准化支架，高效组织无细胞表达系统，推动合成生物回路和分子工厂的开发。这些跨尺度应用彰显了DNA折纸作为“分子画布”在整合生命系统模块、重塑生物学功能方面的强大潜力。

此外，该综述还着重探讨了该领域当前面临的挑战与未来发展前景。针对 DNA 折纸技术在合成生物学应用中存在的挑战，该综述强调了一系列持续优化的应对策略，包括化学修饰、结构交联、抗核酸酶核酸类似物（如 L-DNA）的开发以及自动化支架设计平台的搭建。同时，深入讨论了如何将 DNA 折纸技术与人工智能辅助设计、高通量筛选及微流控组装平台等前沿技术进行有机融合。最后，简要分析了 DNA 折纸技术在转化方面面临的挑战，进一步拓展了其相关性。

图1 DNA折纸及其在合成生物学中的应用

该论文首次针对DNA折纸技术在合成生物学领域应用这一新兴研究领域做了详实的总结，并对该领域的发展方向做了展望。论文共同通讯作者为河南大学林敏教授和山东大学梁泉峰教授。（作者：林敏    审核：王磊）

文章链接：https://doi.org/10.1002/advs.202513357