據(jù)美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)網(wǎng)站報(bào)道，在近日召開(kāi)的美國(guó)化學(xué)協(xié)會(huì)第244屆全國(guó)會(huì)議與博覽上，一項(xiàng)關(guān)于DNA電路的研究顛覆了公眾對(duì)“電路”的認(rèn)知。這是一種利用電路導(dǎo)電性變化來(lái)檢測(cè)基因損傷和錯(cuò)誤的生物傳感器，如果基因復(fù)制發(fā)生錯(cuò)誤而不及時(shí)糾正，會(huì)導(dǎo)致癌癥、生理與精神類疾病。“DNA電路及其在識(shí)別人類患某種疾病風(fēng)險(xiǎn)方面的潛在應(yīng)用”也是當(dāng)天全體參會(huì)人員討論的焦點(diǎn)主題。

“DNA電路非常脆弱，不能裝在房間里用于常見(jiàn)的公共電子設(shè)備。但這種脆弱性讓它極為敏感，能作為一種識(shí)別DNA損傷的電生物傳感器。”加州理工大學(xué)化學(xué)與化工分部主席、化學(xué)教授杰奎琳·巴頓說(shuō)。巴頓由于發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋鏈就像一條信號(hào)線，可用于探測(cè)及修復(fù)基因損傷而獲得美國(guó)國(guó)家科學(xué)獎(jiǎng)?wù)隆?/p>

巴頓解釋說(shuō)，DNA在不斷地?fù)p壞，比如陽(yáng)光紫外線會(huì)損害皮膚細(xì)胞，香煙中含有的致癌物會(huì)損害肺部細(xì)胞；但細(xì)胞也有一套天然修復(fù)系統(tǒng)，其中有一些特殊蛋白質(zhì)就像巡查員，在建造DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的過(guò)程中不斷地巡查，監(jiān)控著細(xì)胞DNA中大約30億個(gè)堿基對(duì)，尋找并修復(fù)致癌物造成的損傷。

在化學(xué)性質(zhì)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(dǎo)電的。巴頓說(shuō)：“這就像把一堆銅幣堆在一起，恰當(dāng)對(duì)準(zhǔn)的話它們就能導(dǎo)電。如果這堆硬幣中一個(gè)出了差錯(cuò)或放得不好，導(dǎo)電性就會(huì)下降。如果是堿基對(duì)搭配不當(dāng)，或出現(xiàn)了可能致癌的損傷，線路就會(huì)被打亂，電流就不能暢通。”

巴頓小組通過(guò)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(xué)性質(zhì)能提供一種強(qiáng)大的信號(hào)平臺(tái)糾正蛋白質(zhì)，修復(fù)DNA損傷。如果DNA突然導(dǎo)電不良，這就是有蛋白質(zhì)需要修理的信號(hào)。在最新進(jìn)展中，他們讓電流通過(guò)了一段34納米長(zhǎng)的DNA片斷，這一長(zhǎng)度對(duì)醫(yī)療診斷設(shè)備和生物傳感器來(lái)說(shuō)正合適，能良好檢查DNA中的突變和變化，這些改變可能導(dǎo)致癌癥或其他疾病。

目前，研究小組正在開(kāi)發(fā)一種“DNA芯片”設(shè)備，利用DNA天然的導(dǎo)電性和它們能跟互補(bǔ)堿基結(jié)合的能力，探測(cè)DNA序列中的損傷。