Электроника природных наномашин

Учёные из Кардиффского университета (Великобритания) смогли успешно измерить электрический ток, проводимый одной молекулой протеина длиной всего 5 нм. Как известно, электрический ток — основа многих природных процессов, включая детектирование падающего света сетчаткой глаза, фотосинтез и дыхание.

Исследователи показали, что протеин способен проводить огромный по силе ток (в пересчёте на размер проводника), как если бы человеческий волос включили в сеть с силой тока 1 А. Кроме того, обнаружилось, что в случае индивидуальной белковой молекулы наблюдается тот тип регуляции протекания тока, который характерен для самых обыкновенных транзисторов, разве что масштаб ещё крупнее: белковая молекула не превышает четверти размера современных кремниевых транзисторов.

Кардиффские учёные впервые объединили синтетическую биологию со сканирующим туннельным микроскопом, с тем чтобы протекающий сквозь молекулу электрический ток мог быть измерен на уровне индивидуальных молекул. Ранее, по словам авторов, проводились измерения проводимости сразу нескольких миллионов, если не миллиардов, белков, что, конечно, не позволяло детально изучить самые важные моменты индивидуального поведения молекул (с литературным обзором у британцев проблемы; об измерении фототока от одной молекулы сообщалось здесь, а это гораздо более сложная система).

Наибольший интерес представляет информация именно о транзисторном характере поведения протеинов, что позволяет мечтать об объединении «крупных» кремниевых и более мелких биологических транзисторов в электронных компонентах будущего.

Подробности работы опубликованы в виде серии статей в таких журналах, как Nano Letters, ACS Nano, Small и Nanoscale.

Подготовлено по материалам Кардиффского университета.