(57)【要約】【課題】剛直で取り扱いが容易な金属ナノワイヤーでありながら、分子に高次の構造情報を持たせることが可能で複雑な集積回路を製造することが出来、且つ簡便に目的の配線を構築することが出来る、生体分子を利用した、ナノ電子デバイスとして利用可能な金属ナノワイヤーの提供。【解決手段】核蛋白フィラメントの蛋白表面に金属を付着又は結合させた金属ナノワイヤー、及び、核酸結合蛋白質に金属粒子を付着又は結合させた後、ＤＮＡを作用させるか、又は核酸結合蛋白質にＤＮＡを作用させた後、金属粒子を付着又は結合させることにより製造する、上記金属ナノワイヤーの製造方法、並びに、金属粒子を付着又は結合させた核蛋白フィラメントに、目的とする金属ナノワイヤーを得るための金属源を化学的又は物理的に作用させて、該核蛋白フィラメント上に目的とする金属ナノワイヤーを得るための金属源の粒子を成長せしめることにより製造する、上記金属ナノワイヤーの製造方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
核蛋白フィラメントの蛋白表面に金属を付着又は結合させた金属ナノワイヤー。
【請求項２】
核蛋白フィラメントが、核酸結合蛋白質とＤＮＡとを含んでなる複合体である請求項１に記載の金属ナノワイヤー。
【請求項３】
核酸結合蛋白質が相同組換え蛋白質である請求項２に記載の金属ナノワイヤー。
【請求項４】
金属が貴金属である、請求項１〜３の何れかに記載の金属ナノワイヤー。
【請求項５】
金属が金、銀、白金、イリジウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、又はこれらの混合物若しくは合金である、請求項１〜４の何れかに記載の金属ナノワイヤー。
【請求項６】
ナノワイヤーを形成する金属の量がナノワイヤー全体の１〜９９．９９９重量％である請求項１〜５の何れかに記載の金属ナノワイヤー。
【請求項７】
太さが１０〜５００ｎｍ、長さが１０ｎｍ以上であって、太さの数値よりも長さの数値の方が大きい、請求項１〜６の何れかに記載の金属ナノワイヤー。
【請求項８】
電導度が、１０ジーメンス／ｃｍ以上である、請求項１〜７の何れかに記載の金属ナノワイヤー。
【請求項９】
核酸結合蛋白質に金属粒子を付着又は結合させた後、ＤＮＡを作用させるか、又は核酸結合蛋白質にＤＮＡを作用させた後、金属粒子を付着又は結合させることにより製造する、請求項１〜８の何れかに記載の金属ナノワイヤーの製造方法。
【請求項１０】
核酸結合蛋白質が相同組換え蛋白質である、請求項９に記載の製造方法。
【請求項１１】
金属粒子の付着又は結合方法が、核酸結合蛋白質或いは核蛋白フィラメントの官能基と金属との化学的反応によるものである、請求項９又は１０に記載の製造方法。
【請求項１２】
金属粒子を付着又は結合させた核蛋白フィラメントに、目的とする金属ナノワイヤーを得るための金属源を化学的又は物理的に作用させて、該核蛋白フィラメント上に目的とする金属ナノワイヤーを得るための金属源の粒子を成長せしめることにより製造する、請求項１〜８の何れかに記載の金属ナノワイヤーの製造方法。
【請求項１３】
核酸結合蛋白質に金属粒子を付着又は結合させた後、ＤＮＡを作用させるか、又は核酸結合蛋白質にＤＮＡを作用させた後、金属粒子を付着又は結合させて、金属粒子を付着又は結合させた核蛋白フィラメントとなし、更に、該核蛋白フィラメントに目的とする金属ナノワイヤーを得るための金属源を化学的又は物理的に作用させて、該核蛋白フィラメント上に目的とする金属ナノワイヤーを得るための金属源の粒子を成長せしめる、請求項１２に記載の金属ナノワイヤーの製造方法。
【請求項１４】
核酸結合蛋白質が相同組換え蛋白質である、請求項１３に記載の製造方法。
【請求項１５】
最初に核蛋白フィラメントに付着又は結合させる金属粒子と、金属粒子を付着又は結合させた該核蛋白フィラメントに化学的又は物理的に作用させて金属粒子を成長せしめる金属源とが同じ金属である、請求項１２〜１４の何れかに記載の製造方法。
【請求項１６】
最初に核蛋白フィラメントに付着又は結合させる金属粒子と、金属粒子を付着又は結合させた該核蛋白フィラメントに化学的又は物理的に作用させて金属粒子を成長せしめる金属源とが異なる金属である、請求項１２〜１４の何れかに記載の製造方法。
【請求項１７】
金属粒子の付着又は結合方法が、核酸結合蛋白質或いは核蛋白フィラメントの官能基と金属粒子との化学的反応によるものである、請求項１２〜１６の何れかに記載の製造方法。
【請求項１８】
金属粒子の成長に還元性物質を使用する、請求項１２〜１７の何れかに記載の製造方法。
【請求項１９】
還元性物質がアルデヒド類又はハイドロキノンである、請求項１８に記載の製造方法。
【請求項２０】
金属粒子の成長に物理的方法又は電気化学的方法を使用する、請求項１２〜１７の何れかに記載の製造方法。
【請求項２１】
金属粒子の成長に電気メッキ法を使用する請求項２０に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ナノ電子デバイス等として利用可能な新規な金属ナノワイヤー及びその製造方法に関する。本発明の金属ナノワイヤーからなるナノ電子デバイスは、電子・情報・エレクトロニクス分野で利用されるほか、生体内に電子デバイスを組み込む応用技術に対しても利用可能である。
【背景技術】
【０００２】
電子産業におけるデバイスの作製は、専らリソグラフィによっており、加速化する微細化の要求に応えるため、照射電磁波の波長は徐々に短くなり、その高エネルギーに耐えられるレジストの開発も急ピッチである。にもかかわらず増大する要求に応えきれず、高度な三次元化が進み、工程は指数関数的に複雑化して来ている。
一方、分子の自己集合能を利用しナノサイズの電子デバイスを構築するボトムアップのアプローチが、従来のトップダウン式のフォトリソグラフィに代わる有力な手法として期待されている。
【０００３】
金属ナノワイヤーの製造方法としては、ＤＮＡと相同組換え蛋白質ＲｅｃＡを用いた例が報告されている（例えば非特許文献１、非特許文献２等）。しかし、これらはいずれもＤＮＡ上に金属ワイヤーを形成させており、ＲｅｃＡ蛋白質はＤＮＡ上に金属ワイヤーを形成することを妨げるための阻害物質として用いられている。
一方、ＤＮＡを用いたナノワイヤー（例えば、非特許文献３等）はＤＮＡの持続性が低く、よく折りたたむ性質を持っていることに加え、ＤＮＡに化学的な修飾を施す必要があるため、取り扱いが難しい。また、蛋白分子のみを用いたナノワイヤーも知られているが（例えば、非特許文献４等）、この場合には、ＤＮＡよりは剛直であり取り扱いが易しいが、分子に高次の構造情報を持たせることが難しいため、複雑な集積回路を製造するには不向きである。
【０００４】
【非特許文献１】Kinneret Keren etal.，Science 302，1380〜(2003)
【非特許文献２】Kinneret Keren etal.，Nano letter 4，323〜(2004)
【非特許文献３】Evez Braun et al.，Nature 391，775〜(1998)
【非特許文献４】Thomas Scheibel et al.，Proc.Natl.Acad.Sci.USA 100，                    4527〜(2003)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した如き現状に鑑みなされたもので、剛直で取り扱いが容易な金属ナノワイヤーでありながら、分子に高次の構造情報を持たせることが可能で複雑な集積回路を製造することが出来、且つ簡便に目的の配線を構築することが出来る、生体分子を利用した、ナノ電子デバイスとして利用可能な金属ナノワイヤーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、核蛋白フィラメントの蛋白表面に金属を付着させた金属ナノワイヤーに関する。
【０００７】
また、本発明は、核酸結合蛋白質に金属粒子を付着又は結合させた後、ＤＮＡを作用させるか、又は核酸結合蛋白質にＤＮＡを作用させた後、金属粒子を付着又は結合させることにより製造する、上記金属ナノワイヤーの製造方法に関する。
【０００８】
更に、本発明は、金属粒子を付着又は結合させた核蛋白フィラメントに、目的とする金属ナノワイヤーを得るための金属源を化学的又は物理的に作用させて、該核蛋白フィラメント上に目的とする金属ナノワイヤーを得るための金属源の粒子を成長せしめることにより製造する、上記金属ナノワイヤーの製造方法に関する。
【０００９】
本発明者らは、核酸結合蛋白質、就中、相同組換え蛋白質とＤＮＡとを組み合わせ、これに導電性を付与する新しい発想の基に、鋭意研究の結果、本発明を完成した。この発明の完成により、当該産業分野の抱える困難な課題を解決する事は勿論、現在の技術では夢想でしか無かったバイオコンピュータへの足がかりが得られた。
【発明の効果】
【００１０】
核蛋白フィラメントの蛋白表面に金属を付着させた本発明の金属ナノワイヤー、就中、核蛋白フィラメントが、相同組換え蛋白質とＤＮＡとを含んでなる複合体である当該金属ナノワイヤーは、ＤＮＡ配列に配線の情報を与えておくことによってサブミクロン単位の複雑な回路を形成することが可能である。特に相同組換え蛋白質の機能であるＤＮＡ配列の相同対合、及びＤＮＡ鎖交換反応を利用することによって異なる２本のＤＮＡ鎖を対合し、配線を容易に分岐することができる。また、形成された核蛋白フィラメントはＤＮＡに比べ持続長の値が約１μｍと大きく、剛直なので取り扱いが容易である。
また、予め修飾された核酸結合蛋白質を用いることによって、ＤＮＡに化学修飾を施すことなくナノワイヤーを製造できるため、簡便に目的の配線を構築できる。
更に、本発明による金属ナノワイヤーと他の電子素子とを組み合わせて使用することにより、より高い機能を持つ電子回路を作製することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明で用いられる核蛋白フィラメントとは、ＤＮＡ、ＲＮＡ等の核酸の周囲に蛋白質が結合し繊維状の複合体を形成した物を言う。
本発明で用いられる核蛋白フィラメントのより好ましいものとしては、相同組換え蛋白質とＤＮＡとを含んでなる複合体が挙げられる。
即ち、例えば、核酸結合蛋白質として大腸菌ＲｅｃＡのような相同組換え蛋白質を用いることによって、ＤＮＡ塩基配列非特異的に核蛋白フィラメントを形成することができる。
本発明で用いられる核酸結合蛋白質としては、例えば、λリプレッサー、ｔｒｐリプレッサーなどの遺伝子発現調節蛋白質、各種真核生物転写因子などのＤＮＡ塩基配列特異的に結合する蛋白質のほか、大腸菌単鎖ＤＮＡ結合蛋白質（ＳＳＢ蛋白質）などＤＮＡ塩基配列非特異的に結合する蛋白質等が挙げられる。特に、核酸結合蛋白質として、相同組換え蛋白質を使用する場合は、大腸菌ＲｅｃＡ蛋白質、枯草菌ＲｅｃＡ蛋白質、高度高熱菌ＲｅｃＡ蛋白質、古細菌ＲａｄＡ蛋白質、分裂酵母ＲＡＤ５１蛋白質などのＲｅｃＡ群相同組換え蛋白質が好ましいものとして挙げられる。
【００１２】
本発明で用いられる核酸の種類、塩基配列等は、使用する核酸結合蛋白質の核酸結合能に依存する。例えば、遺伝子発現調節蛋白質を使用する場合は、そのＤＮＡ結合モチーフを含んだ塩基配列を含む二本鎖ＤＮＡが用いられる。また、一本鎖ＤＮＡ結合蛋白質を使用する場合は一本鎖ＤＮＡが用いられる。相同組換え蛋白質を使用する場合は一本鎖ＤＮＡ、二本鎖ＤＮＡが基質として用いられるが、相同組換え産物の中間体として考えられている三本鎖ＤＮＡ、四本鎖ＤＮＡ領域が相同組換え蛋白質・ＤＮＡ複合体中に含まれていても構わない。また、核酸の長さには制限が無い。
【００１３】
本発明において、核酸結合蛋白質に結合させるＤＮＡは、一本鎖ＤＮＡ、二本鎖ＤＮＡの何れにても良く、金属ナノワイヤーの使用目的に応じて適宜選択すれば良く、また、その塩基配列の長さも金属ナノワイヤーの使用目的に応じて任意の長さのＤＮＡを適宜選択して用いればよい。
【００１４】
核酸結合蛋白質とＤＮＡの結合方法は、使用する核酸結合蛋白質とＤＮＡの種類及びこれらの組み合わせの選択により異なるが、一般的な結合方法で良く、その方法は当該技術者の良く知るところである。
【００１５】
核酸結合蛋白質と金属粒子の付着又は結合方法は、核酸結合蛋白質の官能基に化学的に結合させる方法が好ましいが、用いられる核酸結合蛋白質に親和性の高い蛋白質など、別の物質を用い、その物質を介して間接的に結合させてもよい。
【００１６】
本発明において、最初に核蛋白フィラメントに付着又は結合させる金属粒子と、目的とする金属ナノワイヤーを得るために該核蛋白フィラメントの上に更に化学的又は物理的に作用させる金属源とは、同じ金属であっても異なる金属であってもよい。
これら本発明で用いられる金属は、通常の使用条件、例えば、常温常圧の空気中で容易に腐食して導電性を失わない物が好ましく、そうした性質を具備する金属としては、一般に貴金属が挙げられるが、使用条件によっては、アルミニウムや銅も充分に目的を達成することができるので、本発明において、核蛋白フィラメントに付着又は結合させる金属粒子として、また、金属粒子を付着又は結合させた核蛋白フィラメント上に、更に化学的又は物理的に作用させる金属源として、これらアルミニウムや銅も使用可能である。
本発明において、好ましく用いられる貴金属の具体例としては、例えば、金、銀、白金、イリジウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、或いはこれらの混合物、若しくはこれらの合金等が挙げられる。
【００１７】
核蛋白フィラメントに付着又は結合させる金属の量は、目的とする導電性の程度により異なり、必ずしもこれに限定されるものではないが、通常、フィラメント全体の１〜９９．９９９重量％、好ましくは１０〜９９．９９％、より好ましくは５０〜９９．９％である。  下限値については目的とする電導度あるいは許容される抵抗値で決まる。少なすぎると抵抗が増し、工業的実施上、支障を来たすし、多すぎると、その形成過程において、金属はランダムな樹枝状の成長を遂げ、目的外の配線を作ることになり、やはり支障がある。
本発明に係る金属ナノワイヤーの電導度は通常１０ジーメンス／ｃｍ以上、好ましくは１００ジーメンス／ｃｍ以上である。
【００１８】
核蛋白フィラメントへ目的とする金属粒子を付着又は結合させる方法としては、先ず、核酸結合蛋白質の官能基に金属を化学的に結合せしめ、次の段階でＤＮＡと混合して金属粒子付着核蛋白フィラメントとなす方法と、予め、核酸結合蛋白質とＤＮＡを混合して核蛋白フィラメントとした後、金属粒子を付着せしめる方法とがあるが、どちらの方法でも良く、何れの方法でも所望の金属ナノワイヤーを形成することができる。
即ち、核酸結合蛋白質への金属粒子の導入は、ＤＮＡを作用させる前であっても後であっても良い。
【００１９】
金属粒子を成長させることは、導電性の増加と強度の増加の為に必要であるが、初めに金属粒子を付着又は結合させた段階で目的が達成される場合、例えば１０ジーメンス／ｃｍ以上、好ましくは１００ジーメンス／ｃｍを超える電導度を持つ場合は、必ずしもこの操作は必要ない。
【００２０】
金属粒子を成長させる方法としては、蒸着、スパッター金属の付着等の物理的方法の他、化学的又は電気化学的な還元による方法がある。何れの方法により行うも任意であるが、どちらかと言えば、物理的方法よりも電気化学的方法若しくは化学的方法が好ましく、特に好ましいのは化学メッキによる方法である。その理由は、目的とする金属ワイヤーの太さを正確に制御された状態で形成することが容易であり、メッキ時に電導端子の取り付けも必要無いからである。
【００２１】
化学的方法による還元では、用いられる還元剤は、当該金属の還元が可能な還元剤であれば何れの還元剤でも良い。しかしながら弱すぎる還元剤では、金属の還元に時間がかかり、還元不充分のまま廃棄される金属源が多く、工業的実施上好ましくない。一方、強すぎる還元剤では、目的外の部位、即ち、ワイヤー以外への新たな金属の析出が見られ、好ましくない。
好ましい還元剤としては、アルデヒド類又はハイドロキノン等が挙げられる。
他の還元方法としては他の金属のイオン化に伴う当該金属の析出、すなわち、イオン化傾向の差を利用した還元方法等も利用し得る。
【００２２】
ナノワイヤーの長さはＤＮＡの長さによって決定されるため、任意の長さのＤＮＡを用いることによって希望の長さのナノワイヤーを製造することが可能である（例えば２００塩基対のＤＮＡと核酸結合蛋白質を用いることによって約１００ｎｍのナノワイヤーを製造することが出来る。）。ナノワイヤーの太さは金属源溶液中の金属イオン（金イオン、銀イオンなど）の濃度と反応時間により調節でき、１０〜５００ｎｍの太さを持つナノワイヤーを製造することが出来る。太さが５００ｎｍを超えるワイヤーの製造も可能であるが、本発明の効果を特徴的に発揮できるのは５００ｎｍ以下の太さに於いて著しい。
本発明のナノワイヤーの太さと長さに関しては、その最小値は、ＤＮＡの直径と螺旋の周期から自ずと制限され、太さ、長さとも１０ｎｍが最小値となる。最大値については特に制限はないが、産業上の利用可能性を考えると、太さは５００ｎｍ程度、長さは５ｍｍ程度、好ましくは３０μｍ程度が実用的な面から見ての最大値となろう。
なお、本明細書中においては、ワイヤーの形状を表す用語の一つとして、ワイヤーの「太さ」と言う用語を使用しているが、この用語によりワイヤーの断面形状が規定されるものではない。ワイヤーの断面形状は、円、楕円、多角形、その他の不定形を含み、また、穴の開いた所謂蓮根状であることも可能である。本明細書中で言う「太さ」は、円以外の断面形状を持つワイヤーの場合、その断面積と同等の円に換算した時の直径を表すものである。
【００２３】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
【実施例１】
【００２４】
遺伝子操作実験により部位特異的にシステイン残基を導入した変異型大腸菌ｒｅｃＡ遺伝子（３１７番目のリジンをシステインに置換したもの：Ｋ３１７Ｃ、あるいはＲｅｃＡのＣ末端にシステインを付加したもの：３５３Ｃ）を大量発現系ベクターに組み込んだものを調製して、大腸菌内に発現させ、ポリエチレンイミン分画、イオン交換クロマトグラフィー、疎水カラムクロマトグラフィーにより、システイン変異ＲｅｃＡ蛋白質を単離、精製した。
Ｍ１３ｍｐ１８ ＤＮＡのマルチクローニングサイトの部分配列に相補的なオリゴヌクレオチド（ＳｍａＩ切断部位を中央に含む）を合成した。これをＭ１３ｍｐ１８環状一本鎖ＤＮＡとアニールさせた後、制限酵素ＳｍａＩによって切断した。ＤＮＡ産物を含む反応溶液をイオン交換クロマトグラフィーによって精製し、Ｍ１３ｍｐ１８線状一本鎖ＤＮＡを調製した。
２０ｍＭトリス−酢酸バッファー（ｐＨ７．５）、１ｍＭ酢酸マグネシウム、１ｍＭアデノシン−５’−Ｏ−（３−チオ三燐酸）を含んだ溶液中に、上記のＭ１３ｍｐ１８線状一本鎖ＤＮＡ及びＫ３１７Ｃ ＲｅｃＡ蛋白質をそれぞれ最終濃度が０．７２μＭ（ＤＮＡの濃度はヌクレオチド換算濃度、以下同様）及び１．９２μＭになるように加え、この反応液を３７℃にて１５分間インキュベートした。この反応液にモノマレイミド修飾された金粒子０．０６ｍＭを加え、室温にて７時間反応させた。サンプルはその後、ゲルろ過カラムクロマトグラフィーにより精製し、金粒子修飾したＲｅｃＡフィラメント（核蛋白フィラメント）を調製した。
金粒子修飾したＲｅｃＡフィラメントを含む溶液に対してグルタルアルデヒドを最終濃度０．５％になるように加え、８分間インキュベートすることによってＲｅｃＡフィラメントを架橋安定化した。
サンプルはその後、アミノシラン処理した雲母上に広げた。雲母上を原子間力顕微鏡によって観察し、目的とする金粒子修飾したＲｅｃＡフィラメントが分解することなく、きちんと雲母上に広げられていることを確認した。
次いで、還元剤を含む銀イオン溶液［商品名：ＬＩ Ｓｉｌｖｅｒ（Ｎａｎｏｐｒｏｂｅｓ社製）］２０μｌをサンプル上に加えて、３分間静置し、銀を金粒子上に析出させて、目的の金属ナノワイヤーを得た。
反応後（静置３分後）のサンプルの原子間力顕微鏡像を図１に示す。
得られた銀ナノワイヤーの直径は約２０ｎｍ、長さは約２μｍであった。
【実施例２】
【００２５】
２０ｍＭトリス−酢酸バッファー（ｐＨ７．５）、１ｍＭ酢酸マグネシウム、１ｍＭアデノシン−５’−Ｏ−（３−チオ三燐酸）を含んだ溶液中に、実施例１と同様にして調製したＭ１３ｍｐ１８線状一本鎖ＤＮＡ及びＫ３１７Ｃ ＲｅｃＡ蛋白質をそれぞれ最終濃度が０．７２μＭ及び１．９２μＭになるように加え、この反応液を３７℃にて１５分間インキュベートした。この反応液にモノマレイミド修飾された金粒子０．０６ｍＭを加え、室温にて７時間反応させた。サンプルはその後、ゲルろ過カラムクロマトグラフィーにより精製し、金粒子修飾したＲｅｃＡフィラメント（核蛋白フィラメント）を調製した。
金粒子修飾したＲｅｃＡフィラメントを含む溶液に対してグルタルアルデヒドを最終濃度０．５％になるように加え、８分間インキュベートすることによってＲｅｃＡフィラメントを架橋安定化した。
上記の如くして調製した金粒子修飾ＲｅｃＡフィラメント（核蛋白フィラメント）をアミノシラン処理した雲母上に広げた。この後、０．５５ｍｇ／ｍｌのハイドロキノン及び２１ｍｇ／ｍｌのＫＡｕ（ＳＣＮ）２を含む０．８Ｍ燐酸ナトリウム溶液（ｐＨ５．５）２０μｌをサンプル上に加えて、３分間静置し、金を金粒子上に析出させて、目的の金属ナノワイヤーを得た（図２）。得られた金ナノワイヤーの直径は約２００ｎｍ、長さは約２μｍであった。
【実施例３】
【００２６】
２０ｍＭトリス−酢酸バッファー（ｐＨ７．５）、１ｍＭ酢酸マグネシウム、１ｍＭアデノシン−５’−Ｏ−（３−チオ三燐酸）を含んだ溶液中に、実施例１と同様にして調製したＭ１３ｍｐ１８線状一本鎖ＤＮＡ及びＫ３１７Ｃ ＲｅｃＡ蛋白質をそれぞれ最終濃度が０．７２μＭ及び１．９２μＭになるように加え、この反応液を３７℃にて１５分間インキュベートした。この反応液にモノマレイミド修飾された金粒子０．０６ｍＭを加え、室温にて７時間反応させた。サンプルはその後、ゲルろ過カラムクロマトグラフィーにより精製し、金粒子修飾したＲｅｃＡフィラメント（核蛋白フィラメント）を調製した。
金粒子修飾したＲｅｃＡフィラメントを含む溶液に対してグルタルアルデヒドを最終濃度０．５％になるように加え、８分間インキュベートすることによってＲｅｃＡフィラメントを架橋安定化した。
上記の如くして調製した金粒子修飾ＲｅｃＡフィラメント（核蛋白フィラメント）を金のストライプとそれらにつながる金の端子とを施したシリコンウエハー上に広げた。このシリコンウエハーには漏電流を防止するために予め絶縁膜を施し、その上に金ストライプを形成しておいた。２本の金のストライプのそれぞれに、その端部のそれぞれが乗ったワイヤーを探し出し、それぞれのストライプに繋がる端子間の直流抵抗を測定した。１０μＶの電圧に対してほぼ１００ｎＡの電流が流れ、抵抗は約１００Ω、電導度は１０，０００ジーメンス／ｃｍであった。
【実施例４】
【００２７】
２０ｍＭトリス−酢酸バッファー（ｐＨ７．５）、１ｍＭ酢酸マグネシウム、１ｍＭアデノシン−５’−Ｏ−（３−チオ三燐酸）を含んだ溶液中に、ラムダ二重鎖ＤＮＡ及び３５３Ｃ ＲｅｃＡ蛋白質をそれぞれ最終濃度が５μＭ（塩基対）及び３．３μＭになるように加え、この反応液を３７℃にて８分間インキュベートした。この反応液にモノマレイミド修飾された金粒子０．０６ｍＭを加え、室温にて５分間反応させた。サンプルはその後、ゲルろ過カラムクロマトグラフィーにより精製し、金粒子修飾したＲｅｃＡフィラメント（核蛋白フィラメント）を調製した。
金粒子修飾したＲｅｃＡフィラメントを含む溶液に対してグルタルアルデヒドを最終濃度０．５％になるように加え、８分間インキュベートすることによってＲｅｃＡフィラメントを架橋安定化した。
上記の如くして調製した金粒子修飾ＲｅｃＡフィラメント（核蛋白フィラメント）を金のストライプとそれらにつながる金の端子とを施したシリコンウエハー上に広げた。このシリコンウエハーには漏電流を防止するために予めシリコンナイトライドによる絶縁膜を施し、その上に金ストライプ電極を形成しておいた。電極間の距離は約２μｍであった。この後、０．５５ｍｇ／ｍｌのハイドロキノン及び２１ｍｇ／ｍｌのＫＡｕ（ＳＣＮ）２を含む０．８Ｍ燐酸ナトリウム溶液（ｐＨ５．５）２０μｌをサンプル上に加えて、３０分間静置し、金を金粒子上に析出させて、目的の金属ナノワイヤーを得た。２本の金のストライプのそれぞれに、その端部のそれぞれが乗ったワイヤーを探し出し、それぞれのストライプに繋がる端子間の直流抵抗を測定した。１．３μＶの電圧に対してほぼ１４７ｎＡの電流が流れ、抵抗は約８．９Ωであった（図３及び図４）。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、核酸結合蛋白質とＤＮＡの自己集合能を利用したボトムアップ方式のアプローチによって作製される核蛋白フィラメントを利用した金属ナノワイヤーとその製造方法を提供するものであり、特に、核酸結合蛋白質として大腸菌ＲｅｃＡのような相同組換え蛋白質を用いることにより、ＤＮＡ塩基配列非特異的に核蛋白フィラメントを形成することができる新規な技術を提供するものである。
本発明の金属ナノワイヤーは、例えば、ナノ電子デバイス等として利用可能であり、本発明の金属ナノワイヤーからなるナノ電子デバイスは、電子・情報・エレクトロニクス分野で利用されるほか、生体内に電子デバイスを組み込む応用技術に対しても利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】金粒子を付着させた核蛋白フィラメントの上に、銀を析出させることによって得られた金属（銀）ナノワイヤーの原子間力顕微鏡像（図面に代わる写真）である。（実施例１）
【図２】金粒子を付着させた核蛋白フィラメントの上に、金を析出させることによって得られた金属（金）ナノワイヤーの原子間力顕微鏡像（図面に代わる写真）である。（実施例２）
【図３】金粒子を付着させた核蛋白フィラメントの上に、金を析出させることによって得られた金属（金）ナノワイヤーのＳＥＭ（走査電子顕微鏡）像（図面に代わる写真）である。ナノワイヤーは金のストライプでパターニングしたシリコンウエハー上で形成した。写真では１本のナノワイヤーが金のストライプ電極を架橋している。
【図４】金粒子を付着させた核蛋白フィラメントの上に、金を析出させることによって得られた金属（金）ナノワイヤーの電流電圧曲線である。（実施例３）
【図４】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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