AI将DNA折叠成微型杰作

韩国科学家利用人工智能技术，推出了一款名为Generative SNUPI的生成模型，能够将用户绘制的任意形状自动转化为可折叠的DNA纳米结构。这项研究由首尔大学和汉阳大学团队共同完成，成果发表在《自然·通讯》上。

DNA折纸技术已有二十年历史，通过设计DNA单链使其自组装成特定形状，有望应用于纳米机器人、细胞治疗等场景。然而，传统设计过程依赖人工试错和大量计算，极为耗时且昂贵。Generative SNUPI基于扩散模型，用户只需输入目标形状（如狗脸或几何图案），模型即可输出对应的DNA序列，无需专业知识。

模型的工作原理类似于AI图像生成工具：在输入形状上添加噪声，再逐步去除噪声，同时训练学习DNA的配对规则，确保输出序列能自组装成稳定结构。实际合成时，短链“钉书针”和长链“支架”通过碱基配对固定形状，类似用钉书机固定纸张。

研究人员成功制造了多种结构，但部分最初未保持形状，原因是输入形状本身不稳定。团队随后增加了结构完整性预测步骤。未来，Generative SNUPI需支持更柔性的设计，以满足动态响应和药物递送等需求。首尔大学助理教授Do-Nyun Kim表示，下一步将设计动态可重构的DNA结构。

卡内基梅隆大学机械工程教授Rebecca Taylor认为，这一生成平台令研究者振奋。“整个领域被工具所推动和限制，当新工具带来新技术和新能力时，就是巨大的进步。”Generative SNUPI有望降低DNA折纸的设计门槛，推动纳米医学和分子机器人领域的发展。