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工学:結合させた金属ナノ結晶アンテナへの誘導カップリングによりDNAのハイブリダイゼーションを遠隔電子操作

Nature 415, 6868 doi: 10.1038/415152a

生体分子が分子スケールで複雑な仕事を行うときの正確さが、構造と運動に関する詳細な研究が進むにつれて脚光を浴びている。これらの過程の効率性と普遍性とに触発されて、生体分子をまねたり、利用したりする多くの試みがなされてきた。これまでに、計算操作と作動の実行、単純な回路素子のように振る舞う人工転写ループの構築、ナノ結晶の集合の指示に生体分子が使われてきた。これらの手法をさらに発展させるには、生体系の物理および化学操作のための新たな道具が必要である。生体分子の光学的な活性化は発色団によって引き起こされるが、生体分子「機械」の特定かつ完全に可逆的な直接的電気制御はまだできていない。今回、DNAに共有結合した金属ナノ結晶に高周波磁場を誘導カップリングすることによる、DNA分子のハイブリダイゼーションの遠隔電子操作を実証する。ナノ結晶への誘導カップリングは、結合したDNAの局所温度を上昇させ、これにより周囲の分子には比較的影響を与えないままでDNAの変性を引き起こす。さらに、溶解した生体分子は50ピコ秒以内に熱を失うので、切り替えは完全に可逆的である。巨視的な試料の誘導加熱は広く利用されているが、現在の手法なら、この概念の拡張によりハイブリダイゼーションを制御し、それにより生物学的機能を分子スケールで幅広く制御することが可能である。

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