生物系統(tǒng)中存在很多的自主復制的例子。然而,人工制造這樣的生物系統(tǒng)的自主復制系統(tǒng)卻是相當困難,這是因為生物系統(tǒng)很復雜。在其他領域,人類可以創(chuàng)造某些自我復制系統(tǒng),比如磁場系統(tǒng)以及模塊化機器人等等。
我們很少將這些人造的自我復制系統(tǒng)和生物系統(tǒng)中的自我復制系統(tǒng)進行比較。因而,如果能從理論上將人工的自主復制系統(tǒng)和生物細胞系統(tǒng)中的復制進行比較,這對于設計新型自主復制系統(tǒng)具有很大意義。其中,細胞中的DNA分子就是一個很好的切入點?;谄淇梢赃M行相互識別的特性,即DNA分子可以完成自組裝和復制。
最近,韓國科學家們的研究證明,通過改造DNAT型元件,這種DNA可以被設計成一種自我復制的系統(tǒng)。他們利用了兩種不同大小的DNAT型元件,借助它們上面的單鏈(或者未配對區(qū)域),可以通過堿基的互補配對將不同的元件鏈接在一起。首先是這些元件自組裝形成環(huán)狀的DNA分子。然后,這些核酸環(huán)狀元件上的DNA部件經歷一些替換或者形成支鏈,又有新的不斷補充進來的DNAT型元件加入復制系統(tǒng),從而形成了DNA復制的循環(huán)反應。
他們使用了兩種方法(原子力顯微鏡和瓊脂糖凝膠)來檢測這些自主復制DNA群體數(shù)量的變化。這些自組裝自主復制DNA的數(shù)量增長存在兩種不同的模式,一種是指數(shù)式增長,另一種是斐波拉契數(shù)增長。該研究不僅證明了DNA分子可以在納米級別進行體外自組裝和自我復制,而且DNA增長的數(shù)量還可以得到嚴格調控。作者們提到,這種DNA自主復制是完全在動力學和熱力學系統(tǒng)中完成的,不依賴于任何酶系統(tǒng)。然而,這種簡化的復制系統(tǒng)比起活體細胞中精巧的復制系統(tǒng)還有差距。但是他們希望這種系統(tǒng)能夠運用到其他的不同的DNA系統(tǒng)的復制或者其他DNA介導納米顆粒的自我復制系統(tǒng)。