合成分子系统
微型机器吸引了人类的想象力。从蜜蜂的飞行到鞭毛的跳动，小动物执行看似不可能的任务的能力激发了我们的敬畏。虽然扩大大小的人类技术的扩展相对简单，但在不失去功能的情况下缩减系统和机制，最终将其扩展到分子尺度，这仍然是一个重大挑战。随机力在重力和惯性上的优势，对体力的表面作用以及传统材料的粒度使纳米级工程原理的应用在纳米级过时。迄今为止，人类为设计和建造纳米机器的努力取得了适度的结果，但生物学提供了可以完成的工作的出色例子。这项研究的重点是开发合成类似物对具有里程碑意义的生物分子机器的开发，例如自主纳米级步行者，由外部刺激门控的选择性纳米渠道以及膜结合的能量转换系统。
涉及细胞信号转导的膜蛋白通道是具有高选择性和效率的引人入胜的生物传感器。最近，DNA折纸纳米结构是生物膜通道的高度可定制的模拟物。典型的DNA膜通道是从排列成多边形图案的几个DNA双螺旋组装的，中央空腔形成跨膜孔。为了促进将DNA通道插入脂质双层膜中，对DNA螺旋进行化学修饰以携带疏水性锚固。到目前为止，大多数DNA通道都在正方形或六边形中排列的四个或六个DNA螺旋，内通道直径在1到2.5 nm之间变化。使用全原子分子动力学（MD）模拟，我们以原子精度表征了DNA膜通道的生物物理特性。我们进一步设计了DNA膜通道，该通道的直径为一个数量级，电导和分子量的三个数量级，覆盖了蛋白质膜通道的整个范围。
