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L'ADN, un nouveau matériau de nano-construction

La structure de l'ADN permet de concevoir des séquences d'ADN capables de se former spontanément à partir d'objets via la reconnaissance de nucléobase complémentaire. Cela fait de l'ADN le matériau de construction le plus polyvalent pour les nano-architectures.
L'ADN, un nouveau matériau de nano-construction
L'utilisation de nucléosides modifiés en nanotechnologie est une nouvelle tendance passionnante qui n'a jusqu'ici connu que peu de mises en œuvre démontrées de fonctions intégrées. Financé par l'UE, le projet NANO-DNA (Functional DNA nanomaterials) a fait progresser ce domaine scientifique en incorporant des molécules synthétiques dans des nucléosides modifiés chimiquement, afin d'y ajouter une fonction spécifique.

La première tâche du projet la plus difficile était le développement de techniques pour créer des fils moléculaires le long de traces sur des modèles d'ADN. Les chercheurs ont pu synthétiser ces fils à l'aide de l'ADN porphyrine, et leur future évaluation détaillée posera les fondements pour créer des fils électroniques à l'échelle nanométrique avec précision.

La matrice à base d'ADN s'est avérée un excellent matériau de départ pour la modélisation biologique nanométrique de circuits moléculaires électroniques ou plasmoniques. Les scientifiques ont synthétisé plusieurs systèmes similaires à différentes unités de porphyrine liées à l'ADN. L'un d'eux a été conçu comme médiateur de transfert d'énergie entre les composants électroniquement actifs dans les tubes de lumière auto-assemblés, avec présenté un transfert d'énergie efficace >20 nm. Le second a servi de fil pour le transport d'électrons transmembranaires. Ce système a été utilisé pour créer la membrane nano-poreuse la plus petite possible à base d'ADN, et un transport d'ions a été observé à travers la membrane, le long de l'ADN.

Enfin, les chercheurs ont démontré que les unités de porphyrines peuvent être appliquées pour le traitement photodynamique du cancer afin d'accroître la sensibilité. L'introduction des porphyrines modifiées s'est faite via l'élongation enzymatique des chaînes d'ADN par télomérase qui provoque l'immortalité des cellules cancéreuses. L'association de l'inhibition de télomérase à la thérapie photodynamique a produit des résultats prometteurs en termes d'efficacité thérapeutique du cancer de la peau.

Les études du projet ont apporté une toute nouvelle approche sur l'incorporation des molécules de synthèse dans l'objectif d'y ajouter une fonction spécifique programmée. L'application à venir de ces systèmes devrait conduire à des avancées spectaculaires dans les domaines de l'électronique, la photovoltaïque et la médecine.

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Mots-clés

ADN, nano-construction, nucléosides modifiés, NANO-DNA, porphyrine, photodynamique, traitement du cancer