Nouvelle technique pour former des nanostructures 3D d’ADN

Des chercheurs de l’Institut Karolinska (Stockholm), en collaboration avec une équipe de l’université Aalto (Helsinki, Finlande) ont décrit une méthode qui utilise la molécule dépositaire du patrimoine génétique, l’ADN, comme un matériau de construction. Cette nouvelle technique permet de synthétiser des structures d’ADN en trois dimensions qui sont capables de tolérer les faibles concentrations de sel que l’on retrouve à l’intérieur de l’organisme. Cette découverte ouvre la voie à de toutes nouvelles applications biologiques.

Björn Högberg and Erik Benson. Credit : Ulf Sirborn

L’équipe derrière l’étude compare la nouvelle approche à celle d’une une imprimante 3D, mais pour des structures à l’échelle nanométrique. L’utilisateur dessine la structure désirée, sous la forme d’un objet polygone, à l’aide de logiciels de 3D normalement utilisés pour la conception ou l’animation assistée par ordinateur. Des algorithmes avancés de la théorie des graphes et des techniques d’optimisation sont ensuite utilisés pour calculer les séquences d’ADN nécessaires pour produire la structure. Le haut niveau d’automatisation et les méthodes de calcul avancées autorisent l’impression de structures nanométriques assez complexes en un clic, de la même façon que pour l’impression 3D.

Grâce à cette technique, l’équipe a construit une boule, une spirale, une bouteille et une impression d’ADN du lapin de Standford, modèle de test utilisé dans le domaine de la synthèse d’image. La particularité la plus cruciale de cette méthode est qu’elle ne nécessite pas de fortes concentrations de sel de magnésium. Il est désormais possible de créer des structures pliées et repliées qui restent viables dans des concentrations salines physiologiques. Ces nanostructures d’ADN peuvent donc être utilisées pour fabriquer des capsules ciblées capables d’administrer par exemple des médicaments anticancéreux directement aux cellules tumorales.

L’étude a été financée par des subventions de plusieurs organismes, dont le Conseil suédois de la recherche (VR), la Fondation suédoise pour la recherche stratégique (SSF) et la Fondation Knut et Alice Wallenberg.

Pour plus d’information

Björn Högberg, PhD, Associate Professor
Department of Medical Biochemistry and Biophysics, Karolinska Institutet
Tel : +46 (0)8 524 870 36
Email : bjorn.hogberg chez ki.se

Pekka Orponen, Professor
Department of Computer Science, Aalto University
Tel : +358 (0)500 819 491
Email : pekka.orponen chez aalto.fi

Sources

http://news.cision.com/karolinska-institutet/r/3d—printouts—at-the-nanoscale-using-self-assembling-dna-structures,c9807824

http://www.nature.com/nature/journal/v523/n7561/full/nature14586.html

Redacteur

Nelly Guitard
nelly.guitard[at]diplomatie.gouv.fr