精准控制合成过程和分子结构是材料化学领域长期存在的基本挑战和学术前沿。探索新的材料体系，并研究其分子基础，如同建造大楼——砖块和堆砌方式等因素决定大楼的用途和品质。生命系统中心法则的分子基础正是精准化学的典范：脱氧核糖核酸（DNA）精准编码遗传基因信息，将基因信息转录为核糖核酸（RNA），进一步翻译为蛋白质。

  受生命系统创造物质的启发，我们能否像基因一样精准合成功能材料？一个顺理成章的答案是，直接利用DNA合成功能材料，利用DNA合成生命之外的物质！将DNA作为“砖块”，这样的砖块有四种不同的结构，即含有A、T、C、G碱基的脱氧核糖核苷酸四种单体。四种单体可以按照人们的设计任意连接在一起，从而形成一条序列完全可控可调的大分子链。砖块的堆砌方式也很特别，像拼装乐高积木，接头处经过设计可以像钥匙与锁一样精确对应，即A与T、C与G特异性配对结合。因为这样独特性质的砖块和堆砌方式，DNA分子拼装而成的功能材料具有分子结构精准可控、组装过程精确高效、材料功能精确可调的优势，是精准创制功能材料的理想分子体系。

图1. DNA功能材料：从结构组装、功能调控到生物医用

  近年来，仰大勇教授团队聚焦DNA生物功能材料研究，他们结合团队的研究进展，受邀在Accounts of Materials Research上发表题为“Gene-like Precise Construction of Functional DNA Materials”的评述文章。在这篇Account里，他们对DNA功能材料的创制策略与生物医用进行了归纳和总结。在分子尺度、纳米尺度和宏观尺度，分别以树枝状DNA、DNA纳米复合物和DNA水凝胶为例，讨论了DNA功能材料的精准创制策略，分析了利用DNA功能材料在生物功能调控、生物检测成像、基因药物递送和细胞工程等方面的应用案例，展望了“像基因一样精准创制DNA功能材料”作为一种功能材料创制的典型范式，有望结合其他分子体系、方法和技术，推动精准材料化学的发展。

  DNA功能材料作为一类新兴的生物医用材料，仍处于发展的初级阶段，需要针对应用需求发展更多的分子组装策略，创制结构和功能精准可控的材料，并且在生物医用方面解决有效性、安全性和实用性等问题。

  原文链接： https://doi.org/10.1021/accountsmr.1c00164 

  仰大勇教授团队以生物大分子DNA为研究主线，聚焦DNA生物功能材料化学组装与智能制造，并用于生命分析和疾病治疗。

  课题组主页：http://yanglab-dna.com/