| 단일 분자 내 전류 제어 가능한 DNA 스위치 개발 | ||
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 최근, 난징대학교 타오눙젠(陶農建) 특별 초빙교수는 중국과 국외 학자들로 구성된 연구팀을 이끌고 화학수식을 통하여 세계 최초로 크기가 1nm이고 단일 분자 내 전류를 조절할 수 있는 DNA 스위치를 개발하였다. 수식 후 DNA는 분자 수준에서 질병과 관련된 중요한 화학반응, 새로운 에너지 응용(광합성작용 등)을 연구하는데 새로운 방법을 제공하였다. 해당 연구 성과는 "Nature Communications" 온라인으로 발표되었다. 생명의 기본물질인 DNA는 저원가 마이크로 전자 장치 개발에 아주 적합하므로 과학자들의 관심을 받고 있다. 이에 앞서 연구팀은 DNA 내 전자의 이동 제어에 관한 연구에서 획기적인 성과를 거두었다. 연구팀은 연구 과정에서 DNA가 전자를 유도하여 양자 특성을 나타내게 함으로써 광파 모양으로 유동시킬 수 있을 뿐만 아니라 전자를 금속 도선에서와 마찬가지로 자유적으로 민첩하게 이동시킬 수 있는 등 다양한 거동을 나타낸다는 것을 발견하였다. 이는 DNA 기반 나노전자장치 개발에 새로운 아이디어를 제공하였다. 이번 연구에서 연구팀은 안트라퀴논 유도체(Aq)를 이용하여 DNA 이중나선 구조를 수식하였다. 안트라퀴논은 3개 벤젠고리를 가진 특수 구조이며 산화 환원성 관능기를 보유하고 있다. 연구팀은 안트라퀴논 유도체를 DNA 2개 염기쌍 중간 부위에 삽입하여 스위치 기능을 보유한 Aq-DNA 이중나선을 획득하였다. DNA 스위치를 2개 전극 중간에 삽입하여 샌드위치 구조를 형성한 후 해당 구조가 전기장 및 전기전도에 대한 제어 능력을 테스트한 결과, 주사형 터널현미경을 이용하여 마치 손으로 수도꼭지를 조절하는 것과 마찬가지로 안트라퀴논을 삽이한 DNA를 제어할 수 있었다. 연구팀은 또한 안트라퀴논이 DNA 전자 상태를 제어하는 3D 모식도를 작성한 후 모식도에 근거하여 전기전도 성능이 가장 강한 위치를 찾았으며 또한 DNA 결합에 요구되는 안트라퀴논량을 추산하여 이상적인 DNA 스위치를 설계하였다. 정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2017-02/23/content_362912.htm?div=-1 |
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