Réaliser des minuscules câbles à partir de l'ADN L'utilisation de molécules d'ADN comme matériel générique au lieu de génétique présente un grand potentiel. Le projet DNA BASED NANOWIRES a cherché à développer une alternative aux dispositifs microélectroniques à base de silicium en utilisant des dérivés d'ADN qui pourraient permettre de construire des dispositifs mille fois plus petits que les dispositifs actuels. Économie numérique © Shutterstock L'utilisation de molécules d'ADN pour l'assemblage de nanocâbles de dispositifs nanoélectroniques constitue une des premières étapes vers l'utilisation de molécules biologiques comme outil de fabrication. Au lieu de mouler des composants électroniques à partir de matériaux conventionnels, les partenaires du projet ont expérimenté de nouvelles façons d'exploiter les propriétés d'auto-assemblage de l'ADN. L'ADN n'est probablement pas en lui-même un bon conducteur électrique et les câbles moléculaires sont caractérisés par leur capacité limitée à transporter des charges électriques. Les scientifiques de l'Université hébraïque de Jérusalem se sont donc tournés vers les dérivés d'ADN qui peuvent être utilisés comme modèles pour la formation de nanocâbles conducteurs. Composés de brins auto-repliés de polydeoxyguanylate (poly(dG)) de milliers de tétrades de guanine (dG), les nanocâbles ADN-G4 présentaient les propriétés conductrices souhaitées. La guanine, qui se distingue des autres éléments constitutifs de l'ADN par son faible potentiel ionisateur, avait un rôle clé à jouer dans la conductivité électrique des nanocâbles à base d'ADN-G4. Des brins d'ADN riches en guanine ont été synthétisés à partir d'un complexe double hélicoïdal de polydeoxyguanylate (poly(dG)) et polydeoxycytidylate (poly(dC)). Pour séparer les brins poly(dG), une nouvelle méthode a été introduite, basée sur l'utilisation de brins de poly(dG) longs et continus attachés à des fragments poly(dC) comme matériau source. Des nanocâbles longs et uniformes d'ADN-G4 ont ensuite pu être produits par pliage contrôlé des brins poly(dG) dérivés. Le caractère véritablement innovant de ce travail de recherche réside en premier lieu dans l'utilisation du potentiel d'auto-assemblage des brins d'ADN. Il se trouve également dans la combinaison de techniques sophistiquées de nanoingénierie de brins d'ADN et de microscopie à effet tunnel avec des simulations de calcul de stabilité et des propriétés des nanostructures synthétisées. En conséquence, la conception de nanocâbles utilisant des dérivés d'ADN est maintenant devenue une réalité.
