Jeudi 3 septembre 2009, 19:31 | in biologie
Tags : ADN, nanotechnologie

Des nano-origamis à partir de molécules d’ADN

Représentation d'un nano robot. © Oliver Burston, Wellcome Images Digital artwork/Computer graphic 2005

Source : http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/60229.htm
Des scientifiques de l’Université technique de Munich (TUM) et de l’Université d’Harvard ont développé des outils permettant de former des structures complexes à partir de courtes molécules d’ADN [1]. Ils détaillent dans la revue Science du 07 août 2009 [2] comment ils ont « plié » des molécules d’ADN de manière à former des structures en trois dimensions à la façon des origamis. Le biophysicien Hendrik Dietz, professeur à l’Université technique de Munich, explique que son objectif était de voir s’il était possible de programmer l’ADN pour qu’il s’organise de lui-même en structures de l’ordre du nanomètre présentant des angles et des courbures prédéfinies. Les expériences qu’il a conduites avec William Shih et Shawn Douglas de l’Université de Harvard ont montré que cela est possible. Les chercheurs espèrent maintenant pouvoir combiner ces éléments à des structures plus complexes et plus grandes.

L’ADN présente deux avantages en tant que « matériau » de construction à l’échelle du nanomètre. D’une par, c’est un matériau intelligent, non seulement robuste et flexible à la fois, mais aussi programmable à l’avance. D’autre part, ses propriétés sont bien connues puisque l’ADN fait l’objet d’études depuis des dizaines d’années. Les chercheurs Dietz, Douglas et Shih utilisent les deux principes élémentaires que sont l’organisation programmable des brins d’ADN (les doubles hélices s’arrangent selon des angles et des courbures prédéfinies) et l’ajout ou le retrait voulu de certaines paires de bases [3]. Le positionnement de ces paires de bases permet de déterminer les courbures de l’ADN. En ajoutant telle paire de bases, les chercheurs savent si la courbure de l’ADN se fera vers la droite ou vers la gauche, mais ils peuvent en plus contrôler de façon très précise son angle et atteindre ainsi des angles de courbure extrêmement faibles, de l’ordre de 6 nanomètres.

Crédit : © Technische Universität München

Pour leurs travaux, les scientifiques ont développé un logiciel graphique permettant de traduire en concepts graphiques la « programmation » de l’ADN par le positionnement de ses paires de bases. Des objets en trois dimensions sont créés à partir du choix minutieux du nombre de bases, de leur positionnement et de la longueur totale de l’hélice. La publication présente un grand nombre d’objets nanométriques et décrit en détails comme ils ont été planifiés, produits puis validés. Les chercheurs veulent par la suite générer des structures de plus en plus complexes. Les champs d’application de ces objets miniatures synthétisés à partir d’un matériau aussi fiable que l’ADN sont énormes.

Pour en savoir plus, contacts :
- [1] Voir l’article Wikipedia à l’adresse suivante :

http://fr.wikipedia.org/wiki/Acide_d%C3%A9soxyribonucl%C3%A9ique

- [2] « Folding DNA into Twisted and Curved Nanoscale Shapes », Dietz, Douglas & Shih – Science – 07/08/2009
- [3] Voir l’article Wikipedia à l’adresse suivante : http://fr.wikipedia.org/wiki/Paire_de_bases
- Prof. Hendrik Dietz, Département de physique, Université technique de Munich, James-Franck-Str. 1, D8548 Garching – tél : +49 89 289 12539, fax : +49 89 289 12523 – email : dietz@ph.tum.de – http://bionano.physik.tu-muenchen.de
Source : Communiqué de presse de l’Université technique de Munich – 07/08/2009
Rédacteur : Léna Prochnow, lena.prochnow@diplomatie.gouv.fr

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A voir aussi le site de l’Expo Nano à la Cité :

http://www.cite-sciences.fr/francais/ala_cite/expositions/nanotechnologies/index.html

L’utilisation des nano-matériaux dans la vie quotodienne demain :