La necesidad de reducir cada vez más el tamaño de los dispositivos electrónicos ha llevado a científicos de todo el mundo a explorar la posibilidad de utilizar moléculas individuales como sus elementos básicos. En las dos últimas décadas, se ha investigado incluso la posibilidad de utilizar moléculas de ADN como cables eléctricos, aprovechando sus extraordinarias propiedades de reconocimiento y autoensamblaje.

Sin embargo, los experimentos realizados hasta ahora han mostrado resultados contradictorios, lo que ha impedido comprender cómo se conduce la corriente eléctrica a través del ADN, y si esta pequeña doble cadena podría ser la base de una nueva generación de nanodispositivos electrónicos. El problema principal reside en el enorme reto tecnológico de fabricar de manera reproducible circuitos basados en moléculas de ADN individuales.

Representación gráfica de la conducción eléctrica a través de moléculas de ADN. / Nature Nanotechnology.

Así, con este sistema, los científicos han conseguido desvelar finalmente el mecanismo físico mediante el cual esta molécula es capaz de conducir la corriente eléctrica a grandes distancias.

El descubrimiento, publicado en la revista Nature Nanotechnology, reaviva la posibilidad de desarrollar una nanoelectrónica basada en el ADN, y podría conducir al desarrollo de nuevos sensores ultrasensibles y ultrarápidos para detectar cáncer y diversos patógenos.

Nanocircuitos de ADN

La primera tarea del equipo fue sintetizar un nuevo tipo de estructura molecular donde moléculas de ADN individuales están ligadas a nanopartículas de oro. En una segunda fase, los investigadores desarrollaron un método basado en campos eléctricos no uniformes para atrapar estas estructuras (o dímeros) entre dos electrodos metálicos que se definen previamente mediante litografía electrónica estándar.

“De este modo, se consiguió fabricar de forma reproducible nanocircuitos eléctricos donde toda la corriente eléctrica pasa a través de una sola molécula de ADN, cuya estructura, o secuencia, se puede escoger a voluntad”, explica el coautor Juan Carlos Cuevas, investigador del departamento de Física Teórica de la Materia Condensada de la UAM.

Según los autores, su hallazgo también es de gran relevancia tecnológica, ya que la técnica experimental introducida en este trabajo podría ser la base para el desarrollo de un nuevo tipo de sensor bioelectrónico que detecte de una forma ultrarápida y ultrasensible trozos específicos de ADN o ARN en la saliva o en la sangre.

“Esto podría revolucionar la detección de patógenos como virus, ya que en la actualidad está basada en métodos como la PCR (reacción en cadena de la polimerasa) que son relativamente lentos y requieren grandes cantidades de esos ácidos nucleicos”, concluye el investigador.