DNA-basierte Nanoelektronik
Ziel des als Teil des Fünften Forschungsrahmenprogramms gegründeten Projektes DNA BASED NANOWIRES mit einem Konsortium aus sieben Universitäten und Forschungszentren war die Suche nach einer Alternative zu Silizium-basierter Mikroelektronik. DNA und dessen Derivate ermöglichen eine enorme Informationsdichte und, noch wichtiger, eine exakte Synthese und Manipulation. Das ultimative Ziel der Projektpartner unter Federführung der Universität Tel Aviv war die Entwicklung leitfähiger DNA-basierter Nanodrähte für nanoelektronische Geräte. DNA selbst ist zwar kein guter Leiter, und ein Merkmal von Molekulardrähten ist der eingeschränkte Transport elektrischer Ladung. DNA-basierte Strukturen wie G4-DNA bieten jedoch die erwünschten Leiteigenschaften. G4-DNA ist ein äußerst stabiles DNA-Molekül mit aufeinanderfolgenden planen Anordnungen aus vier Guanin-Basen (dG), die mit Poly-dG-Strands und stabilisierten Metallionen verbunden sind. Experimentelle und theoretische Forschergruppen an der Universität Tel Aviv haben erfolgreich einen neuartigen G4-DNA-Nanodraht hergestellt, der viel versprechende Anzeichen für Leitfähigkeit aufwies und gleichzeitig Merkmale für Erkennung und spezifische Strukturierung enthielt. Die vorgeschlagene Methode für die Synthetisierung eines Eins-zu-Eins spiralförmigen Komplexes aus zwei Polydeoxyguanylat- (poly(dG)) und Polydeoxycytidylat-Strands (poly(dC)) hat ein einheitliches Polymer mit einem hohen Guaninanteil ergeben. Guanin hat das niedrigste Ionisierungspotenzial aller DNA-Basen und ermöglicht den Transport elektrischer Ladung, was das Polymer zu einem optimalen Kandidaten für den Einsatz in der Nanoelektronik macht. Eine detaillierte Beschreibung der Enzymsynthese von Poly(dG)- und Poly(dC)-Molekülen mit kontrollierbarer Qualität und Längen zwischen mehreren hundert Nanometern und wenigen Mikrometern wurde veröffentlicht. Der im von Experten begutachteten Nucleic Acids Research Journal veröffentlichte Artikel ist frei erhältlich.
