纳米组装体系的智能化设计与精准控制是微观材料学的研究热点,其中核酸（DNA）纳米材料备受当今医学界的关注,有可能成为继脂质体（lipsome）之后的一种新型药物载体。如何自动加载和释放药物是DNA纳米材料能否在医药界被广泛应用的关键问题。目前DNA纳米材料的设计和组装,如瓦片法（DNA Tile）和折纸法（DNA Origami）,均以M13噬菌体的基因组M13mp18单链核酸为材料,通过折叠拼接,按照预设模型构建出二维或三维的纳米颗粒。但是生物细胞的DNA基本是双链的Waston-Crick双螺旋结构,因此核酸纳米技术需要扩展到普通基因组DNA上。为了解决核酸材料的广谱性问题,本研究选用枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）编码柠檬酸合成酶的内源基因citZ,作为制备DNA纳米颗粒的核酸材料,采用多脚手架链（Scaffold-M,Scaffold-Ⅱ,Scaffold-Ⅸ）折叠和多模块（I-Ⅸ）拼接的方法,合成了边长～50nm立方体结构的纳米颗粒,并命名为citZ-box。将脚手架链Scaffold-Ⅱ和Scaffold-Ⅸ的部分碱基更换为Bam HI的核酸内切酶位点（5’GGATCC3’）,在citZ-box的模块Ⅱ与Ⅸ相交面上形成一个“盖子”结构,B.subtilis胞内的限制性核酸内切酶可以识别其内源性citZ基因序列,并在citZ-box上预先设计的酶切位点进行切割,就像螺丝刀撬开罐盖一样,荧光能量共振转移（FRET）验证了这一过程。在研究中,分别用荧光基团Cy3与淬灭基团BHQ2标记“盒体”和“盖子”。通过荧光强度的变化,证明citZ-box纳米颗粒在细胞内外均能被Bam HI切割,打开“盖子”。当采用载入质粒pX461、pY094和pCas9的citZ-box转染B.subtilis细胞时,转化效率提高了10-20倍;而转染E.coli细胞时几乎没有产生转化子。这进一步证明了采用内源基因制备的核酸纳米材料,不仅能提高细胞传输效率而且具有宿主特异性。同时,实验中采用激光共聚焦显微镜（LCSM）进行细胞示踪分析,结果表明e GFP基因在B.subtilis细胞中能够自动释放和表达,LCSM的4小时快进模式记录了e GFP蛋白表达的全过程。在研究中,本课题组采用Matlab平台改进了DEADALUS软件包,自制了适合普通双链DNA序列的Designer 1.0,原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（SEM）的分析证明,citZ-box平均尺寸约为51.17×50.13×50.18nm,与预设模型仅相差0.21nm。citZ-box基因纳米盒的成功设计和组装,证明普通双链DNA也可以作为DNA纳米技术的原材料,而且更有利于启动细胞的内源性机制,实现药物的靶向传送和释放,是一种具一定发展潜力的新型细胞载体。