Une équipe de scientifiques a mis au point une méthode pour créer des structures dont les blocs de construction mesurent un millionième de mètre en codant l'ADN avec des instructions d'assemblage. Dans une série d'expériences, les chercheurs ont mélangé quatre "saveurs" de gouttelettes (jaune, Orange, vert, et bleu), chacun recouvert d'ADN différent, mais qui ne lient pas. Ils ont ensuite ajouté une nouvelle goutte (rouge), qui se lie spécifiquement à la gouttelette orange et l'active pour la prochaine étape de l'assemblage. Ce processus stimule la création d'une chaîne de gouttelettes dans un ordre prédéterminé (rouge-orange-jaune-vert-bleu). Crédit :Yin Zhang
Une équipe de scientifiques a mis au point une méthode pour créer des structures dont les blocs de construction mesurent un millionième de mètre en codant l'ADN avec des instructions d'assemblage.
L'oeuvre, décrit dans le journal Communication Nature , manipule le séquençage de l'ADN pour offrir une approche complexe et innovante pour synthétiser des matériaux au niveau le plus fondamental.
"La programmabilité séquentielle est un ajout puissant à la boîte à outils d'auto-assemblage qui s'avérera utile pour créer le plus petit des matériaux, " explique Yin Zhang, l'auteur principal de l'article et un étudiant diplômé du Center for Soft Matter Research de l'Université de New York. « Il apporte certains des avantages de l'utilisation biologique de l'assemblage séquentiel contrôlé à l'aide de molécules, acides nucléiques, et des protéines à une nouvelle échelle de conception."
les professeurs de physique de la NYU Paul Chaikin et Jasna Brujic ainsi que Nadrian Seeman, un professeur de chimie à l'Université de New York, co-dirigé la recherche.
Les structures naturelles et artificielles sont construites de manière séquentielle, des cellules aux gratte-ciel. Comme les poupées gigognes russes, l'assemblage s'effectue à l'intérieur avant de commencer à l'extérieur.
Cependant, lors de la fabrication de matériaux à l'échelle micrométrique, ou environ un centième de la largeur d'une mèche de cheveux humains, les scientifiques sont confrontés à des défis inconnus des ingénieurs et des fabricants.
Alors que de nombreuses méthodes ont été adoptées pour manipuler de telles particules minuscules, ces approches présentent toutes des lacunes notables dans l'assemblage des structures.
L'équipe de NYU a cherché à surmonter ces obstacles avec une nouvelle approche :encoder les instructions d'assemblage dans les blocs de construction et laisser ces blocs de construction s'auto-organiser en une structure prescrite dans une séquence prédéterminée.
Faire cela, il a déployé différents brins d'ADN, chacune enduite d'une goutte d'huile dans l'eau, où ils se "parlaient" ensuite par le biais d'interactions médiées par l'ADN. Spécifiquement, les scientifiques ont placé quatre "saveurs" de gouttelettes - étiquetées B, C, RÉ, et E—dans l'eau. Ils ont ensuite ajouté une goutte "initiateur", UNE, qui a commencé le processus de séquençage. Ici, le brin d'ADN sur A initie une chaîne d'événements dans laquelle il déplace l'un des brins appariés sur B, dont le brin libéré se déplace pour activer C, la goutte suivante de la séquence, etc. Le processus aboutit à une chaîne de gouttelettes, ABCDE.
