28/10/2014 - Ils découvrent qu'un dérivé de l'ADN se comporte comme un câble électrique.

Menéame

La nécessité de réduire la taille des appareils électroniques qui forment la base des technologies de l’information a conduit des scientifiques du monde entier à explorer la possibilité de utiliser des molécules individuelles comme composants électroniques.

En particulier, au cours des 20 dernières années, des recherches approfondies ont été menées sur la possibilité d’utiliser des molécules d’ADN comme câbles moléculaires en tirant parti de leurs propriétés extraordinaires de reconnaissance et d’auto-assemblage. L’ADN s’est avéré être, cependant, un très mauvais conducteur électrique, ce qui a empêché le développement d’une électronique basée sur ces molécules.

Aujourd'hui, une équipe internationale a montré qu’une molécule de G4-ADN (un dérivé de l’ADN) se comporte comme un câble moléculaire qui peut transporter le courant électrique à des distances supérieures à aucune autre biomolécule ou polymère connue. La découverte, publiée dans le magazine Nature Nanotechnology, pourrait conduire à une nouvelle nanoélectronique basée sur l’utilisation de biomolécules individuelles.

Ces résultats ont également permis d’établir pour la première fois le mécanisme physique par lequel la charge électrique peut être transportée sur de longues distances à travers une biomolécule - l’une des grandes questions ouvertes jusqu'à présent dans le domaine de la bioélectronique.

Biomolécule à quatre hélices

"Le G4-ADN est un dérivé de l’ADN qui a une structure de quatre hélices, au lieu de deux comme le fameux ADN. Cette biomolécule existe dans la nature et se trouve de petits morceaux, par exemple, à la fin des chromosomes des humains," explique Juan Carlos Cuevas, chercheur au département de physique théorique de la matière condamnée de l’Université autonome de Madrid (UAM), et signataire du travail.

" La première tâche de l’équipe a été de modifier la structure chimique de ces molécules pour les rendre plus longues et plus robustes, explique le chercheur. Nous avons ensuite étudié ses propriétés électriques à l’aide d’un microscope des forces atomiques (AFM). Ainsi nous trouvons que lorsque l’une de ces molécules se dépose dans un substrat isolant et la contacte avec une électrode métallique et la pointe conductrice de l’AFM, la molécule est capable de transporter le courant électrique à des distances même supérieures à 100 nanomètres, dont aucune autre molécule individuelle n’est capable."

Le travail lui-même, qui est également signé par des chercheurs de l’Université hébraïque de Jérusalem et de l’université de Tel-Aviv, met en évidence la possibilité d’utiliser ces biomolécules pour la fabrication de circuits électriques de taille nanométrique.

Référence bibliographique:
 

G. I. Livshits, A. Stern, D. Rotem, N. Borovok, G. Eidelshtein, A. Migliore, E. Penzo, S. J. Wind, R. Di Felice, S. S. Skourtis, J. C. Cuevas, L. Gurevich, A. B. Kotlyar, D. Porath. Long-range charge transport in single G-quadruplex DNA moleules. Nature Nanotechnology, advanced online publication (October 26th, 2014). DOI: 10.1038/nnano.2014.246.

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