나노기술 및 정책 정보

• 목록

● 독일 Technical University of Munich의 Hendrik Dietz 교수 연구팀은 측정이 가능한 기계적인 작동을 수행하는 DNA 종이접기 기반 나노모터를 개발

● 세포는 회전 모터를 포함한 분자 기계로 이루어져 있으며, 분자 기계는 편모가 꿈틀거리는 것부터 ATP 분자를 생성하는 것까지 다양한 작업을 수행하며, 분자 기계 모터는 한 방향으로만 회전하는 것이 특징

● 연구팀은 분자 기계와 유사한 방법으로 브라운 운동에 의해 구동되는 DNA로부터 나노 모터를 개발하는 것을 목표로 DNA 접기기술을 활용

● 연구팀은 DNA로 삼각형 플랫폼을 제작하였고, 각각은 가운데에서 튀어나온 부분이 존재하며, 튀어나온 부분에 긴 DNA를 부착

● 특히, 래칫 원리(한 방향으로만 회전)를 만들기 위해 돌기를 추가하여 플랫폼을 패턴화했으며, 브라운 운동이 제공하는 움직임만이 돌기를 극복하고, 회전할 수 있게 해주었고, 무작위로 회전할 수 있게 작용

● 그리고 두 개의 전극을 용액에 담그고 교대로 전류를 보냈으며, 전압 변화로 인해 긴 DNA는 에너지 지형을 변화시켰고, 이를 통해 브라운 운동을 수행하여 한 방향으로의 회전을 진행

● 연구 결과, 수동 장치를 실제 모터로 바꾸는 것에 성공했으며, 각 DNA는 무작위로 흔들리지만, 평균적으로 같은 방향으로 계속 회전한다는 것을 확인

● 해당 연구는 DNA 접기로 복잡하고 기능적인 구조로 접히는 시스템을 설계할 수 있었으며, 역학 관계를 특징지을 수 있는 것을 제시

※ Nature 게재(2022.07.20.), “A DNA origami rotary ratchet motor”