Новости химической науки > Электроника на основе ДНК стала на шаг ближе

Исследователи из Японии изучили простую химическую модификацию для увеличения электропроводности молекулы ДНК. Результаты их работы могут лечь в основу разработки электросхем на основе ДНК и ДНК-электроники.

Маджима функционализировал N7-атом азота аденина, получив новое деазаадениновое основание. (Рисунок из Nature Chemistry, 2009, DOI: 10.1038/NCHEM.171)

Вот уже десятилетия ДНК изучаются в качестве потенциальных строительных блоков для молекулярной электроники, однако различные последовательности нуклеиновых кислот значительно различаются по своей электропроводности – перенос заряда по парам гуанин-цитозин происходит быстрее, чем по парам аденин-тимин, таким образом, проводимость А-Т последовательностей ДНК ниже, чем у Г-Ц последовательностей.

Тецуро Маджима с коллегами из Университета Осака смогли подстроить электронные характеристики пар A-T, что со временем позволит избавиться от зависимости эффективности переноса заряда от строения цепочки ДНК. Маджима поясняет, что модификация заключалась в замене атома азота аденина на группу C-H. С одной стороны, новое деазаадениновое основание также комплементарно тимину, как и аденин, с другой – его электронные характеристики близки гуанину.

Для доказательства того, что замена аденина деазаадениновым основанием увеличит электропроводность материала, исследователи получили короткие последовательности А-Т ДНК, модифицированные фотосенсибилизатором с одного конца, а с другого – «ловушкой положительного заряда» – фенотиазином [phenothiazine (PTZ)]. После инициирования заряда на фотосенсибилизаторе исследователи смогли измерить скорость переноса заряда по скорости окисления PTZ до катиона PTZ⁺. Переход от аденина к деазаадениновому основанию позволяет повысить скорость переноса заряда в 1000 раз. В случайно взятых последовательностях, содержащих нерегулярно чередующиеся Г-Ц и А-Т пары большая скорость переноса заряда наблюдалась также в случае замены аденина на деазааденин.

Источник: Nature Chemistry, 2009, DOI: 10.1038/NCHEM.171

метки статьи: #биохимия, #молекулярная биология, #органическая химия, #физическая химия, #химия полимеров