Zastosowanie inżynierii DNA do wytwarzania ekstremalnie cienkich drutów
Użycie cząsteczek DNA do budowania nanodrutów na potrzeby urządzeń nanoelektronicznych jest jednym z pierwszych kroków ku zastosowaniu cząsteczek biologicznych jako narzędzia produkcyjnego. Zamiast formować komponenty elektroniczne z konwencjonalnych materiałów uczestnicy projektu prowadzili eksperymenty nad sposobami wykorzystania samoformujących właściwości DNA. DNA samo w sobie raczej nie jest dobrym przewodnikiem elektryczności, a druty molekularne charakteryzują się ograniczoną zdolnością do przenoszenia ładunków elektrycznych. Dlatego naukowcy z Uniwersytetu Hebrajskiego w Jerozolimie swoją uwagę skierowali na pochodne DNA, które mogą być wykorzystane jako szablony do kształtowania przewodzących nanodrutów. Złożone z samozwijających się nici polideoksyguanylanu (poli(dG)) tysięcy tetrad guaniny (dG) nanodruty G4-DNA cechowały się żądanymi właściwościami przewodnictwa. Guanina, wyróżniająca się wśród elementów składowych DNA ze względu na swój niski potencjał jonizacyjny, odegrała kluczową rolę w przewodności elektrycznej nanodrutów G4-DNA. Bogate w guaninę nici DNA zsyntetyzowano z kompleksu podwójnie helikalnego polideoksyguanylanu (poly(dG)) i polideoksycytidylan (poli(dC)). Aby odseparować nici poli(dG) wprowadzono nową metodę polegającą na użyciu długich i ciągłych nici poli(dG) przyłączonych do krótkich fragmentów poli(dC) jako materiału źródłowego. Poprzez kontrolowane zwijanie pochodnych nici poli(dG) wytwarzano długie i jednolite nanodruty G4-DNA. Prawdziwie innowacyjny charakter tej pracy badawczej polega przede wszystkim na wykorzystaniu potencjału samoformowania się nici DNA. Dodatkowo polega na łączeniu wyrafinowanych technik nanoinżynierii nici DNA i tunelowej mikroskopii skaningowej z obliczeniowymi symulacjami stabilności i właściwości syntetyzowanych nanostruktur. W rezultacie projektowanie nanodrutów przy użyciu pochodnych DNA stało się już realne.
