I en tidning som publicerades idag i Naturens nanoteknik , en internationell grupp av forskare tillkännagav det mest betydande genombrottet på ett decennium mot utveckling av DNA-baserade elektriska kretsar.

Den centrala tekniska revolutionen på 1900-talet var utvecklingen av datorer, leder till kommunikations- och interneteran. Huvudmåttet på denna utveckling är miniatyrisering:att göra våra maskiner mindre. En dator med minnet av en genomsnittlig bärbar dator idag var lika stor som en tennisbana på 1970-talet. Men medan forskare gjorde stora framsteg i att minska storleken på enskilda datorkomponenter genom mikroelektronik, de har varit mindre framgångsrika med att minska avståndet mellan transistorer, huvudelementet i våra datorer. Dessa utrymmen mellan transistorer har varit mycket mer utmanande och extremt dyra att miniatyrisera – ett hinder som begränsar den framtida utvecklingen av datorer.

Molekylär elektronik, som använder molekyler som byggstenar för tillverkning av elektroniska komponenter, sågs som den ultimata lösningen på miniatyriseringsutmaningen. Dock, hittills, ingen har faktiskt kunnat göra komplexa elektriska kretsar med hjälp av molekyler. De enda kända molekylerna som kan förkonstrueras för att självmontera till komplexa miniatyrkretsar, som i sin tur kan användas i datorer, är DNA-molekyler. Ändå, hittills har ingen kunnat påvisa tillförlitligt och kvantitativt flödet av elektrisk ström genom långa DNA-molekyler.

Nu, en internationell grupp ledd av prof. Danny Porath, Etta och Paul Schankerman professor i molekylär biomedicin vid hebreiska universitetet i Jerusalem, rapporterar reproducerbara och kvantitativa mätningar av elflödet genom långa molekyler gjorda av fyra DNA-strängar, signalerar ett betydande genombrott mot utvecklingen av DNA-baserade elektriska kretsar. Forskningen, vilket skulle kunna återuppväcka intresset för användningen av DNA-baserade ledningar och enheter i utvecklingen av programmerbara kretsar, visas i den prestigefyllda tidskriften Naturens nanoteknik under titeln "Långdistansladdningstransport i enstaka G-quadruplex DNA-molekyler."

Prof. Porath är knuten till Hebrew University's Institute of Chemistry och dess Center for Nanoscience and Nanotechnology. Molekylerna producerades av gruppen Alexander Kotlyar från Tel Aviv University, som har samarbetat med Porath i 15 år. Mätningarna utfördes huvudsakligen av Gideon Livshits, en doktorand i Porath-gruppen, som förde projektet vidare med stor kreativitet, initiativ och beslutsamhet. Forskningen genomfördes i samarbete med grupper från Danmark, Spanien, USA, Italien och Cypern.

Enligt prof. Porath, "Denna forskning banar väg för implementering av DNA-baserade programmerbara kretsar för molekylär elektronik, vilket kan leda till en ny generation datorkretsar som kan vara mer sofistikerade, billigare och enklare att göra."