Les Européens progressent dans la bionanotechnologie
Des chercheurs allemands ont encore une fois réalisé des progrès dans la bionanotechnologie, dans le domaine des capteurs nanopore à état solide, renforçant leurs capacités pour les adapter à des plaquettes constituées d'ADN (acide désoxyribonucléique). Cette percée importante a été possible grâce au projet DNA ORIGAMI DEVICES («Single-molecule studies of protein-protein-DNA interactions, enabled by DNA origami»), soutenu à hauteur de 1,5 million d'euros dans le cadre d'une subvention du CER (Conseil européen de la recherche) au titre du 7e PC (septième programme-cadre) de l'UE. Le projet a ouvert de nouvelles opportunités pour l'étude systématique des interactions macromoléculaires en biologie et devrait permettre de mieux comprendre les processus régulateurs en biologie. Les résultats de cette dernière étude ont été présentés dans l'édition internationale de la revue Angewandte Chemie. L'échelle nanométrique comprend des dimensions si petites qu'elles ne peuvent être mesurées qu'au milliardième de nanomètre. Dans le cas présent, les nanopores, de petits trous utilisés dans des matériaux synthétiques comme le graphène ou la silicone, sont utilisés pour l'analyse et le séquençage des molécules d'acide nucléique uniques. La biotechnologie des nanopores offre l'une des approches les plus prometteuses pour la détection et l'analyse de molécules uniques. Les chercheurs du Technische Universitaet Muenchen (TUM) en Allemagne ont réussi à renforcer la capacité des nanopores à état solide en les intégrant à des plaquettes d'ADN. Ces plaquettes nanométriques, constituées d'ouvertures centrales adaptées pour garantir plusieurs fonctions de «protection», sont composées d'un origami dit d'ADN. Il s'agit de l'art de composer des structures à partir d'ADN afin que ces structures personnalisées présentent des propriétés chimiques spécifiques. Cette démarche représente une révolution importante pour l'industrie en général avec des implications très vastes. Ce n'était pas une tâche de tout repos et elle a demandé un travail laborieux de la part de plusieurs équipes de recherche ces dernières années. Une équipe sous la direction du professeur Henrik Dietz du TUM s'est concentrée sur les efforts pour une meilleure maîtrise des techniques d'origami d'ADN et pour la démonstration de l'utilité de ce développement de structures en vue de recherche dans d'autres domaines. Une autre équipe de recherche du TUM, dirigée par le Dr Ulrich Rant, a également entrepris la même démarche mais plutôt dans le domaine des capteurs de nanopores à état solide, dans lequel le principe fondamental est de faire passer les biomolécules d'intérêt, une à la fois, par un trou nanométrique dans un fin barreau d'un matériau semi-conducteur. Lorsque les biomolécules traversent ou se posent dans un tel capteur, d'infimes changements au niveau du courant électrique passant dans le nanopore traduisent en informations leurs identité et propriétés physiques. En collaborant, ces équipes ont pu concevoir un nouveau dispositif qui était jusqu'à aujourd'hui purement hypothétique; par l'intégration d'une nanoplaquette d'origami d'ADN à l'extrémité d'un nanopore à état solide en forme de cône. En ajustant ou adaptant la taille de l'ouverture central de la plaquette d'ADN, ils ont pu filtrer le type de molécules traversant le nanopore en fonction de la taille. De plus, en plaçant un récepteur d'ADN monocatétaire comme appât, ils seraient en mesure de détecter les molécules 'proies'. En principe, un tel dispositif pourrait servir en tant que base pour un système de séquençage d'ADN innovant. «Nous sommes particulièrement contents du potentiel sélectif de l'approche de détection appât/proie», commente le professeur Dietz, «car de nombreux différents composants chimiques à part l'ADN pourrait être attachés au site approprié sur une plaquette d'ADN.» Les applications de détection à haute résolution, comme le séquençage d'ADN, rencontreront d'autres obstacles, comme l'explique le Dr Rant: «La conception des nanopores leur permet de laisser passer les petits ions. Pour d'autres applications, il s'agit d'une fuite de courant indésirable qui devra être corrigée, en plus de l'ampleur des fluctuations actuelles.»Pour de plus amples informations, consulter: Technische Universität München (TUM): http://portal.mytum.de/welcome/ Edition internationale de la revue Angewandte Chemie: http://onlinelibrary.wiley.com/journal/10.1002/(ISSN)1521-3773
Pays
Allemagne