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DNA를 이용한 나노 구조

전문가 제언: ○ DNA의 기본 단위인 올리고디옥시뉴클레오티드(oligodeoxynucleotides)들의 자기 조립 특성은 나노미터 단위의 구조체를 정확하게 만드는 특성이 있다. 유전정보를 갖고 있는 DNA는 형태 및 위상 기하학(topology)적으로 나노 구조를 만드는 데 아주 좋은 재료이다. 본 논문은 지난 수년 동안 문헌에 소개된 DNA를 소재로 사용한 bottom-up 방법의 나노기술(nanotechnology)을 이용해 발표된 나노 구조를 소개하고 있다.

○ DNA를 기초로 나노 소재를 합성하는 것은 지금까지는 DNA가 갖는 자기 조립방법에 의해 단순히 나노미터 크기의 집합체를 형성하는 것이었다. 이러한 나노 집합체들끼리는 서로 상호인력이 없어 0차원의 나노 소재이다. 나노 집합체들의 말단에 상호작용이 있는 경우, 1차원의 선형 나노 소재 및 2차원의 격자 구조의 소재를 얻을 수 있다.

○ 응용 가능성이 높은 배열 형태의 격자 구조를 얻기 위해서는 DNA 모티브(motif)나 타일과 같은 building block을 합성하여 이들을 공간과 시간의 특정 조건 하에서 연속적으로 나노미터 크기의 소재로 성장하도록 조절하는 방법과 기존의 DNA 구조를 사용하여 새로운 기능성을 도입하는 방법으로 제조할 수 있다. 실제 응용을 위해서는 고체상 표면에 부착시키는 것도 연구해야 할 주제이다.

○ 여러 원리에 의해 형태를 변화시킬 수 있는 다양한 나노미터 크기의 DNA 구조물들이 제조되고 있다. 외부 자극에 의해 형태가 바뀌는 특징과 같이 외부 자극에 응답하는 소재는 스마트(smart) 소재가 갖춰야 할 기본 특성으로, DNA 분자 구조는 소자(device)로 만들 가능성이 크다. DNA 분자 구조를 한 소자는 소재 과학, 나노 전자, 바이오센서(biosensor), 화학 결합 및 분자 단위 치료(molecular therapy) 등에 응용될 수 있다. 이러한 다양한 분야의 응용을 위해서는 나노미터 단위의 DNA의 특징에 대한 기본 이해를 기초로, 물리, 화학, 전기적 성질과 같은 연구가 다방면으로 깊게 이루어져야 할 것이다.

저자: Brucale, M; Zuccheri, G; Samori, B
자료유형: 학술정보