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FP6

ACTIVE BIOMICS — Résultat en bref

Project ID: 516989
Financé au titre de: FP6-NMP
Pays: Allemagne

Comprendre les moteurs moléculaires

Des scientifiques financés par l'UE ont étudié les «voies ferrées» intracellulaires et le mécanisme permettant aux moteurs moléculaires d'interagir avec eux pour transporter les molécules. Les moteurs biologiques peuvent trouver des applications dans le domaine de la médecine et de la production à l'échelle nanométrique.
Comprendre les moteurs moléculaires
Les cellules sont souvent modélisées comme des petites usines disposant des nombreux départements (organelles) responsables de fonctions spécifiques. Le déplacement des «charges» (généralement des molécules à base de protéines) dans le milieu intracellulaire d'un département à un autre ou vers la membrane cellulaire pour insertion ou «expulsion» est souvent réalisé par des transporteurs moléculaires.

Une molécule de moteur moléculaire lie la molécule à transporter et se lie également aux éléments structurels de la cellule qui ressemblent à des voies ferrées. La liaison et l'annulation de la liaison à ces voies déplace la charge en fonction de l'énergie.

Les systèmes de distribution cellulaire sont des «voies ferrées» de filaments d'actine avec des moteurs de myosine (le système de contractions musculaires) ou des microtubules avec des moteurs de kinésine ou de dynéine.

Des chercheurs européens ont lancé le projet Active Biomics («Active biomimetic systems») pour étudier deux types de machines moléculaires, les filaments en formation qui génèrent une poussée et les moteurs pas à pas qui génèrent une force de tirage.

L'objectif était de comprendre l'auto-assemblage et les mécanismes de génération de force dans les deux systèmes et de développer et contrôler ensuite l'activité des moteurs biomimétiques (ceux qui imitent la biologie).

Le travail expérimental a fourni des informations sur la génération de force liée aux mécanismes moléculaires par le biais de faisceaux épais de filaments d'actine et des mécanismes moléculaires responsables de leur motilité. Plusieurs systèmes biomimétiques actine-myosine ont été développés et construits à l'échelle nanométrique, une étape importante dans le développement des «nano-muscles».

La modélisation moléculaire complétée par l'étude expérimentale ont permis de comprendre des facettes importantes du mécanisme et des domaines de liaison moléculaire entre le moteur kinésine et les microtubules. Les scientifiques ont également étudié le comportement du kinésine en cas d'immobilisation sur une surface structurée, important pour la réalisation d'un moteur biomimétique.

Active Biomics a mis au point des dosages et des techniques expérimentales ainsi que des modèles théoriques de moteurs moléculaires. Les résultats ont permis de comprendre les mécanismes et les entités structurelles impliquées dans la génération de force.

La disponibilité commerciale éventuelle des moteurs biomimétiques pourrait avoir un impact important sur la bio-ingénierie du muscle artificiel, les dispositifs de tri médicaux et la délivrance active de médicaments, sans oublier le développement de la production à l'échelle nanométrique.

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