Udnyttelse af DNA-molekyler til sygdomsdetektion og elektronik

DNA-molekyler udtrykker arvelighed gennem genetisk information. Imidlertid, i de seneste år, Forskere har opdaget, at DNA kan lede elektriske strømme. Dette gør det til en interessant kandidat til roller, som naturen ikke havde tiltænkt dette molekyle, såsom mindre, hurtigere og billigere elektriske kredsløb i elektroniske enheder, og for at opdage de tidlige stadier af sygdomme som kræft og COVID-19.

I en nylig undersøgelse offentliggjort i Natur nanoteknologi , Hebrew University of Jerusalem (HU)'s professor Danny Porath og hans team ved HU's Institute of Chemistry og Center for Nanoscience and Nanotechnology, hjalp med at flytte nålen tættere på sådanne applikationer ved at demonstrere en yderst pålidelig metode til at måle elektriske strømme, der passerer gennem et DNA-molekyle. De var i stand til at lokalisere og identificere individuelle molekyler mellem elektroderne og måle signifikante elektriske strømme i individuelle DNA-molekyler. Deres mest overraskende fund var, at strømmen passerer gennem DNA-rygraden, i modsætning til tidligere antagelser i det videnskabelige samfund om, at strømmen flød langs DNA-basepar. "Vores metodes høje grad af pålidelighed, eksperimentel reproducerbarhed og stabilitet giver mulighed for en bred vifte af eksperimenter, hvor forskere kan lære om DNA's ledningsegenskaber og bringe feltet tættere på at skabe DNA-baserede medicinske detektorer og elektroniske kredsløb, sagde Porath.

Teammedlem HU Ph.D. studerende Roman Zhuravel overvandt langvarige tekniske vanskeligheder for at udvikle en teknik, der pålideligt kunne knytte et enkelt DNA-molekyle til elektriske kontakter. For at kontrollere, at det meste af strømmen passerer gennem rygraden, han skabte diskontinuiteter i selve rygraden - på begge sider af den dobbelte helix - og så, at i dette tilfælde, der var ingen strøm.

For Porath, disse resultater er et karrierehøjdepunkt:"Vi var i stand til at aflive et 20 år gammelt paradigme. Mens mange tekniske forhindringer stadig mangler at blive løst, vi har taget et stort skridt mod den hellige gral at bygge et DNA-baseret elektronisk kredsløb."