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Vers des nanomatériaux à base d'ADN

L'ADN est un polymère naturel unique qui s'auto-assemble en des formes 3D complexes. Les scientifiques ont démontré la capacité de contrôler la configuration et de les rendre conducteurs.
Vers des nanomatériaux à base d'ADN
Bien que les biotechnologues utilisent l'ADN pour produire des formes et des molécules contrôlées pendant un certain temps, le processus a fait l'objet d'un stimulateur important en 2010 avec une démonstration de «l'origami ADN». Les scientifiques ont montré qu'ils pouvaient «agrafer» de petites séquences afin de contrôler le repliement complexe selon une conception moléculaire préconçue.

Malgré son incroyable rôle dans la nature, l'utilisation de l'ADN en termes de nanotechnologie et de nano-ingénierie a été restreinte car il ne conduit pas l'électricité. La nano-ingénierie de l'ADN entre désormais dans une nouvelle phase offrant la possibilité de conférer des propriétés telles que la conductivité pour rendre la molécule vraiment utile dans des applications nanotechnologiques.

Les scientifiques travaillant sur le projet FUNDNAMAT («Functional DNA-based nanomaterials using metal-mediated self-assembly processes»), financé par l'UE, se sont fondés sur la technique désormais bien établie de l'origami ADN. À l'aide de l'ADN, ils se sont concentrés sur la création de nanofils conducteurs.

La technique FUNDNAMAT exploite des fragments métalliques bien conçus avec une unité monomère à base de pyrrole, une structure hétérocyclique constituée d'un cycle aromatique de 5 atomes utilisée en chimie pharmaceutique. Les fragments sont programmés pour interagir sur des sites spécifiques sur une molécule ADN monocaténaire comme dans la technique d'origami ADN. L'ADN agit donc comme un modèle pour l'auto-assemblage.

Les membres de l'équipe sont parvenus à démontrer l'assemblage correct des fragments métalliques le long de la molécule ADN monocaténaire. La méthodologie approuvée est actuellement en cours d'optimisation. La prochaine étape sera de former un hybride polymère-ADN sur mesure qui conduit l'électricité, un nanofil à base d'ADN, pour des applications nanotechnologiques.

L'origami ADN a permis de former des polymères plus compliqués à partir d'ADN plus rapidement et de façon plus efficace. FUNDNAMAT a ouvert la voie pour l'utilisation de ces molécules en tant que supports qui peuvent être fonctionnalisés pour conférer des propriétés telles que la conductivité, ouvrant la voie à l'intégration dans les dispositifs à échelle nanométrique.

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Mots-clés

ADN, nanomatériaux, origami ADN, nano-ingénierie, métal, auto-assemblage