DNAは別の電子特性を明らかにする

DNAは、有用な意味ではまだ不可能ですが、分子電子回路（最小規模の電子機器）のバックボーンになる可能性があります。この科学者は、その構造を調べ、修正をテストして、有用な非線形電気特性とスイッチング動作を見つけようとしています。 。

東京大学では テクノロジー研究チームは、「90量体」（ポリマーのようなもの）と呼ばれる90ヌクレオチド長の短いDNA鎖を珍しい方法で接続し、導電性、非線形特性、自己修復性の両方を発見した。

実験には、金のプローブチップ、金の基板、およびDNA鎖を備えた走査型トンネル顕微鏡（STM）が含まれます。

大学によると、このようなストランドを見る通常の方法は、顕微鏡のプローブチップと基板の間の長い道のりをキャッチすることです。これは、抵抗が長さとともに増加し、何も測定できなくなることを示しています。

東京チームが行ったことは、ストランドに沿ってではなく、ストランド全体を測定することでした。

彼らは、DNA 90-merの二本鎖らせんを構成する一本鎖のそれぞれに硫黄原子を別々に結合することによって、鎖の一端を「粘着性」にしました。

硫黄が金に結合すると、硫黄の先端が90 merで、一端が基板に付着します（左上).

金のSTMチップを付着したDNAに近づけることで、90 merの一本鎖の一方の端だけを拾い上げ、もう一方の一本鎖を基板に付着させたままにすることがあります（右図）。 これにより、研究者は初めて中長DNA鎖全体の電気的特性を測定することができました。

研究者によると、導電率は高いことがわかり、理論的モデリングによって、分子の周りを自由に移動する非局在化したπ電子によるものであることが明らかになりました。

彼らがプローブを基板から引き離すと、距離-コンダクタンス曲線にねじれが見つかりました。これは、大学が提供するグラフでは残念ながらわかりにくいものです（左）何千もの測定値が重ね合わされるため。 組み合わされたねじれは、G / Gのすぐ下に暗いパッチを形成します₀= 0.002導電率および約0.1nm以上の変位。

Nature Communicationsに掲載された論文のチームによると、「トレースの単一プラトーとそれに続くコンダクタンスの減衰は、これらのプラトーがDNAを含む単一分子接合に起因することを示しています」。

これと高い導電率は、現在プロセスを完全に理論的に把握している研究者が、これが将来のDNAに役立つ知識であると結論付ける理由です。 回路 活用するデザイナー。

実験では、両端を引っ張るとDNA鎖がほどけ、プローブが再び下降したときに損傷を残すことなく自然に再接続することも明らかになりました。これが発生している間、90-merはいくつかの奇妙な特性を示しました。考えられるメカニズム。

最後に、基板が90種類の「ハーフDNA」ストランドでコーティングされ、パートナーのハーフストランドがプローブの先端に堆積した場合、プローブを基板に近づけると、XNUMX-merのDNAが自然に形成されました。

これらの最後のXNUMXつの特性は、将来の回路で必要になった場合に備えて、堅牢な自己組織化を示唆しています。

詳細は、NatureCommunicationsの論文「DNAジッパーによって自然に復元された単一分子接合」で無料で読むことができます。