DNA 나노구조의 위를 움직이는 DNA 분자기계

전문가 제언

DNA는 생화학적 혹은 합성 화학적으로 제작할 수 있는 생체고분자로서 염기배열 특이적 분자집합이나, 명확하게 주기적인 구조 등을 병합해서 가지는 우수한 생체초분자이기도 하다. 따라서 형광기 등으로 기능화 시킨 DNA를 사용하는 것으로 염기배열을 검출할 수 있는 바이오테크놀로지로 응용되고, 구조체의 제작이라는 나노테크놀로지까지 각종 응용예가 도모되었다. DNA에 의하여 구성된 분자기계는, 생체에서 보이는 분자기계로부터 발상을 얻는 것으로 회전운동, 왕복운동, 보행운동 등 다종다양한 것이 고안되었다.

2개 사슬 DNA의 형성은 상보사슬 간의 염기쌍 형성에 의하여 수행되기 때문에, 열역학적으로 평형상태에서 안정화 되어 있다. 따라서 보다 안정한 분자집합체가 형성되면, 평형에 의하여 DNA 사슬의 조환을 일으킬 수 있다. DNA 분자기계는 DNA 구조자체가 변하는 것과, 선택적인 DNA 사슬의 첨가와 제거에 의하여 조작할 수 있지만, 다양하고 복잡한 작용을 조작하는 후자를 이용한 연구가 왕성하게 수행되고 있다.

DNA는 나노스케일의 정확한 구조체를 제작하는데 있어서도 우수한 소재로 되어 있다. 이 DNA에 특징적인 분자집합의 프로그램성과 구조의 규칙성을 제작하는 기술개발이 진행되어 왔다. 특히, 요즈음 발표되었던 DNA 종이 접기(DNA origami) 방법으로 자유로운 2차원 나노 구조체의 설계와 제작이 가능해졌고, 기능화 등의 면으로부터도 활발하게 연구개발이 수행되고 있다.

DNA 종이접기는 디자인 가능한 100 nm 정도의 2차원 DNA 구조체로서 이 방법은 긴 1개의 사슬 DNA(M13mp18)와 구조에 맞추어서 배열 설계한 상보사슬 DNA(staple DNA)를 혼합하고, 어닐링(Annealing)하는 것으로 자기집합에 의하여 구조체가 제작되었다. 이 구조는 AFM으로 쉽게 관찰할 수 있으며, 설계대로 구조를 구축할 수 있다.

저자

Masayuki ENDO, Hiroshi SUGIYAMA

자료유형

연구단신

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2013

권(호)

62(3)

잡지명

高分子

과학기술
표준분류

재료

페이지

129~131

분석자

정*진

분석물

• DNA 나노구조의 위를 움직이는 DNA 분자기계.pdf [261,291 byte]

이미지변환중입니다.