Des biocapteurs commerciaux inspirés par des algues
L'avènement des nanotechnologies et l'accent mis sur l'ingénierie de systèmes fonctionnels à l'échelle moléculaire font que les processus naturels survenant chez les êtres vivants apportent des informations importantes sur des sujets allant de l'auto-assemblage à la détection et aux processus catalytiques. Le projet SANTS («Synthesis and nanotechnologial application of tethered silicates») associe tous ces sujets en vue de reproduire et de modifier les mécanismes naturels d'algues unicellulaires, pour auto-assembler des chaînes de silice capables de piéger des enzymes. Ces structures serviront dans des biocapteurs et des processus biocatalytiques. Les biosilicates piègent et immobilisent les enzymes avec une efficacité bien supérieure à celle des procédures classiques de laboratoire. En outre, ils stabilisent et protègent ces enzymes. Le processus est donc particulièrement intéressant pour les scientifiques qui cherchent à l'appliquer à une nanofabrication industrielle. Les diatomées, un grand groupe d'algues unicellulaires, contiennent un squelette de silice, formé par l'activité de protéines extrêmement structurées et dotées de séquences répétitives contenant des groupements phosphate. Cette activité peut être dupliquée par des peptides synthétiques (de petites portions de la protéine plus grande) et par l'ajout de peptides apportant le phosphate. Les chercheurs se sont appuyés sur les connaissances concernant la production de nanoparticules de silicates à l'aide du peptide R5. Ils sont partis de sources fiables de R5, sous des formes initiales et modifiées, puis ils ont étudié le rapport entre la structure et la fonction. Ils ont ainsi pu caractériser pleinement les effets des différentes structures de R5 sur la formation des nanoparticules et sur la silication de surface. Ils ont utilisé les méthodes établies pour piéger plusieurs enzymes importantes, comme l'acétylcholinestérase et des lipases. L'équipe du projet SANTS a démontré l'intérêt de ses matériaux pour la production de matrices biocatalytiques et de biocapteurs. Elle a poursuivi en mettant au point les protocoles de fabrication afin d'obtenir un dépôt fiable et reproductible de surfaces nanostructurées. SANTS s'est donc traduit par de nouveaux matériaux moléculaires et de nouvelles méthodes de fabrication pour des biocapteurs et des processus de synthèse biocatalytique. Ces résultats pourraient avoir un impact important sur la société, en facilitant la mise au point de nouveaux détecteurs utilisables pour l'environnement, la santé et l'industrie, ainsi que de nouveaux biocatalyseurs stables et efficaces qui soutiendront la politique de l'UE en faveur d'une industrie chimique plus respectueuse de l'environnement.
