Des propriétés spéciales d'un ADN inhabituel
L'ADN est normalement une structure à double brin. Néanmoins, certains des acides nucléiques peuvent former des structures inhabituelles avec une surabondance de la guanine à la base. Ces dernières forment des structures d'acide nucléique à quatre brins appelés G-quadruplex (G4, ou G-quartets) et possèdent un niveau élevé de plasticité comparé à l'arrangement canonique à double brin. Leurs propriétés uniques incluent le polymorphisme, la robustesse et un pliage rapide. Celles-ci se traduisent par des fonctions biologiques d'importance dans la maladie et le vieillissement; les G4 sont abondantes dans le télomère ainsi que les oncogènes et ont leur importance dans les cycles de vie du virus. Le projet SINGLE UNUSUAL DNA («Single unusual DNA») a démontré un nouveau type d'assemblage double–quartet qui permettait la formation sans précédent d'un quartet trimoléculaire. Les chercheurs ont utilisé des pinces magnétiques afin d'appliquer une force sur ces nouvelles structures d'ADN inhabituelles qu'ils ont induites à l'échelle du picoNewton (pN). Ils ont divisé un Newton par un million pour obtenir un pN de force afin d'induire de minuscules changements dans la formation qui révèlent des détails de leur structure. À l'aide du principe selon lequel la formation d'un G-quartet a besoin d'un cation compatible comme le sodium (Na+), l'équipe a ajouté du Na+ pour induire la formation d'un quartet. La variation de la quantité de glucose a montré que les propriétés de G-quartet reposent sur des concentrations ambiantes. De plus, les concentrations en ions hydroxyles provoquent des effets sur le positionnement. Importantes pour ces applications, l'équipe a également découvert qu'elle pouvait produire une structure avec deux quadruplex différents en contrôlant le tampon d'incubation et, par conséquent, le pH. Cette structure peut se transformer en une porte logique d'ADN pour étudier de simples molécules. Les travaux du projet ont été publiés dans des revues prestigieuses, dont l'édition internationale d'Angewandte Chemie, Chemical Science, et Chemistry – A European Journal. Les travaux ont également été désignés comme une découverte innovante par Faculty of 1000. Les G4 sont des composants structurels biologiquement importants, aussi leurs applications semblent-elles avoir un impact considérable dans les domaines de la recherche et de la médecine. Les traitements de maladies chroniques liées à la vieillesse et aux cancers pourraient en faire partie.
Mots‑clés
ADN, pinces magnétiques, guanine, G-quadruplex, télomère, cancer