Illustrazione dell'esperimento di Porath che mostra una molecola di DNA, attraverso il quale scorre una corrente elettrica, che è legato da due nanoparticelle (cerchi arancioni) agli elettrodi (gialli). Credito:Università Ebraica
Le molecole di DNA esprimono l'ereditarietà attraverso l'informazione genetica. Però, negli ultimi anni, gli scienziati hanno scoperto che il DNA può condurre correnti elettriche. Questo lo rende un candidato interessante per ruoli che la natura non ha inteso per questa molecola, come più piccolo, circuiti elettrici più veloci ed economici nei dispositivi elettronici, e per rilevare le prime fasi di malattie come il cancro e il COVID-19.
In un recente studio pubblicato su Nanotecnologia della natura , Il Professor Danny Porath dell'Università Ebraica di Gerusalemme (HU) e il suo team presso l'Istituto di Chimica dell'HU e il Centro per le nanoscienze e le nanotecnologie, ha aiutato ad avvicinare l'ago a tali applicazioni dimostrando un metodo altamente affidabile per misurare le correnti elettriche che passano attraverso una molecola di DNA. Sono stati in grado di localizzare e identificare singole molecole tra gli elettrodi e di misurare correnti elettriche significative nelle singole molecole di DNA. La loro scoperta più sorprendente è stata che la corrente passa attraverso la spina dorsale del DNA, contrariamente alle ipotesi precedenti nella comunità scientifica che la corrente scorresse lungo le coppie di basi del DNA. "L'alto grado di affidabilità del nostro metodo, la riproducibilità e la stabilità sperimentali consentono un'ampia gamma di esperimenti in cui i ricercatori possono conoscere le proprietà di conduzione del DNA e avvicinare il campo alla creazione di rivelatori medici e circuiti elettronici basati sul DNA, " disse Porath.
Membro del team HU Ph.D. Lo studente Roman Zhuravel ha superato difficoltà tecniche di vecchia data per sviluppare una tecnica in grado di collegare in modo affidabile una singola molecola di DNA ai contatti elettrici. Per verificare che la maggior parte della corrente passi attraverso la dorsale, creò delle discontinuità nella stessa spina dorsale, su entrambi i lati della doppia elica, e vide che in questo caso, non c'era corrente.
Per Porath, questi risultati sono un punto culminante della carriera:"Siamo stati in grado di sfatare un paradigma di 20 anni fa. Mentre molti ostacoli tecnici devono ancora essere risolti, abbiamo fatto un grande passo verso il Santo Graal della costruzione di un circuito elettronico basato sul DNA".
Immagine da un microscopio elettronico che mostra elettrodi con una singola molecola di DNA. L'immagine a destra mostra la molecola (vedi le nanoparticelle cerchiate da un'ellissi rossa), a sinistra senza una molecola. Credito:Università Ebraica di Gerusalemme