據(jù)報道，在近日召開的美國化學協(xié)會第244屆全國會議與博覽上，一項關于DNA電路的研究顛覆了公眾對“電路”的認知。這是一種利用電路導電性變化來檢測基因損傷和錯誤的生物傳感器，如果基因復制發(fā)生錯誤而不及時糾正，會導致癌癥、生理與精神類疾病。“DNA電路及其在識別人類患某種疾病風險方面的潛在應用”也是當天全體參會人員討論的焦點主題。
“DNA電路非常脆弱，不能裝在房間里用于常見的公共電子設備。但這種脆弱性讓它極為敏感，能作為一種識別DNA損傷的電生物傳感器。”加州理工大學化學與化工分部主席、化學教授杰奎琳·巴頓說。巴頓由于發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋鏈就像一條信號線，可用于探測及修復基因損傷而獲得美國國家科學獎章。
巴頓解釋說，DNA在不斷地損壞，比如陽光紫外線會損害皮膚細胞，香煙中含有的致癌物會損害肺部細胞;但細胞也有一套天然修復系統(tǒng)，其中有一些特殊蛋白質就像巡查員，在建造DNA雙螺旋結構的過程中不斷地巡查，監(jiān)控著細胞DNA中大約30億個堿基對，尋找并修復致癌物造成的損傷。
在化學性質上，DNA跟晶體管和一些電子元件所用的固體材料很相似，它們的堿基互相堆積在彼此的頂端，這種排列方式是能導電的。巴頓說：“這就像把一堆銅幣堆在一起，恰當對準的話它們就能導電。如果這堆硬幣中一個出了差錯或放得不好，導電性就會下降。如果是堿基對搭配不當，或出現(xiàn)了可能致癌的損傷，線路就會被打亂，電流就不能暢通。”
巴頓小組通過研究發(fā)現(xiàn)，電子能從一條DNA鏈的末端流到另一條，就像在電線中一樣。DNA的這一電學性質能提供一種強大的信號平臺糾正蛋白質，修復DNA損傷。如果DNA突然導電不良，這就是有蛋白質需要修理的信號。
在最新進展中，他們讓電流通過了一段34納米長的DNA片斷，這一長度對醫(yī)療診斷設備和生物傳感器來說正合適，能良好檢查DNA中的突變和變化，這些改變可能導致癌癥或其他疾病。
目前，研究小組正在開發(fā)一種“DNA芯片”設備，利用DNA天然的導電性和它們能跟互補堿基結合的能力，探測DNA序列中的損傷。
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