ＤＮＡに電流通る ミクロの電子デバイスに道
細胞の核にあり、遺伝情報を担うＤＮＡ（デオキシリボ核酸）の中を電流が流れることを、大阪大産業科学研究所の真嶋哲朗教授（光化学）の研究グループが突き止めた。ＤＮＡの２本の鎖がつくる二重らせんの幅は２ナノメートル（ナノは１０億分の１）。これを利用してナノサイズの「電線」ができれば、半導体など超ミクロの電子デバイスの作製につながる。今週の米科学アカデミー紀要電子版に発表する。(引用：asahi.com)
DNA(デオキシリボ核酸)は、生物すべての遺伝情報をつかさどる根源要素で、大変美しい二重らせん構造をとっていることはあまりにも有名です。
DNAに電流が流れる事実（電荷移動現象:Charge Transfer）そのものは、カリフォルニア工科大学のJacqueline Bartonらによって幾分前に示されていました[1]。では、今回のニュースの主題でもある、大阪大学の真嶋哲朗教授のグループが達成したこととはいったい何でしょうか？それは、DNAの電荷移動を「一分子レベルで直接観測することに成功した」[2]ということになります。
DNAの構成成分である塩基（アデニン・チミン・グアニン・シトシン）は、単純に水素結合で対に結びつくだけでなく、冒頭図のように層状に配列・相互作用（π-スタッキング）することで、構造の安定化に寄与していることが知られています。 この規則正しく近距離にある、π-スタッキング系を電子が連続的に飛び移ることでDNAに電流が流れる、というメカニズムが最もありうるものとして受け入れられています（下図）。しかし、実験的にこれを直接観測・確認することは困難でした。
真嶋教授らは単一分子分光（Single-Molecule Spectroscopy）という技術を用い、電荷移動効率は①塩基対配列に依存すること ②一つでもミスマッチ塩基対が存在すると格段に効率が低下すること を証明しています。これは、DNA電荷移動は主鎖ではなく塩基対を介して起きていることの強い証拠になります。
文献
[1] Perspective: Delaney, S.; Barton, J. K. J. Org. Chem.2003,68, 6475. DOI:10.1021/jo030095y
[2] Single-molecule observation of DNA charge transfer, Takada,T.; Fujitsuka, M.; Majima, T. Proc. Natl. Acad. Sci., USA 2007,104, 11179. DOI:10.1073/pnas.0700795104
関連リンク
大阪大学産業科学研究所 真嶋哲朗研究室
Jacqueline K. Barton Group（Caltech）
DNAと遺伝情報（有機って面白いよね！）
デオキシリボ核酸（Wikipedia）
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2007年7月23日 cosine | 個別ページ | コメント(0) | トラックバック(0)
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