Les courtes séquences d'ADN synthétisées chimiquement sont des ingrédients extrêmement importants avec d'innombrables utilisations dans les laboratoires de recherche, hôpitaux, et dans l'industrie, comme dans la méthode d'identification du COVID-19. Les phosphoramidites sont des éléments constitutifs nécessaires à la production de séquences d'ADN, mais ils sont instables, et casser rapidement. doctorat Alexander Sandahl (groupe du professeur Kurt Gothelf, Université d'Aarhus) a, en collaboration avec un chercheur du groupe du professeur Troels Skrydstrup, développé une nouvelle méthode brevetée pour fabriquer rapidement et efficacement les blocs de construction instables juste avant leur utilisation, et ainsi rationaliser la production d'ADN.

Les séquences d'ADN produites sont également appelées oligonucléotides. Ils sont largement utilisés pour l'identification des maladies, pour la fabrication de médicaments à base d'oligonucléotides, et pour plusieurs autres applications médicales et biotechnologiques.

La forte demande d'oligonucléotides nécessite donc une méthode automatisée efficace pour leur production chimique. Ce procédé repose sur des phosphoramidites, qui sont des composés chimiques qui ont l'inconvénient d'être instables s'ils ne sont pas stockés à la température idéale de -20 degrés Celsius.

Les instruments utilisés pour la synthèse d'ADN ne sont pas capables de refroidir les phosphoramidites, et par conséquent il est inévitable que certains d'entre eux se dégradent après avoir été ajoutés à l'instrument.

Éviter la dégradation indésirable des ingrédients importants

Le professeur Kurt Gothelf et le professeur Troels Skrydstrup dirigent chacun un groupe de recherche en chimie organique, qui ont travaillé ensemble pour développer une technologie relativement simple mais efficace où la production de phosphoramidites peut être automatisée et intégrée directement dans l'instrument de synthèse d'ADN.

Cela évite à la fois la synthèse manuelle de ceux-ci, ce qui prendrait normalement jusqu'à 12 heures, ainsi que le problème du stockage des phosphoramidites instables. Le groupe de Gothelf a apporté son expertise dans la synthèse automatisée d'ADN et le groupe de Skrydstrup a apporté son savoir-faire avec les réactions chimiques qui se déroulent dans des liquides à écoulement continu (chimie des flux).

"Ce fut une collaboration très enrichissante qui est précisément l'une des valeurs fondamentales d'iNANO, " dit Kurt Gothelf, qui ajoute "et je voudrais également attribuer à Alexander Sandahl une grande partie du mérite de la réussite de ce projet, car il a établi la collaboration et a développé et réalisé une grande partie des idées du projet."

Les résultats viennent d'être publiés dans la revue Communication Nature .

Dans le procédé de production des phosphoramidites, les nucléosides (matériaux de départ) sont balayés à travers un matériau solide (résine), qui peut potentiellement être entièrement intégré dans un processus automatisé dans l'instrument de synthèse d'ADN. La résine assure la phosphorylation rapide des nucléosides, moyennant quoi les nucléosides sont convertis en phosphoramidites en quelques minutes. De la résine, les phosphoramidites sont automatiquement rincés sur la partie de l'instrument qui est responsable de la synthèse de l'ADN.

Cela évite la dégradation des phosphoramidites, car ils sont d'abord produits juste avant leur utilisation (à la demande), dans un plus rapide, méthode basée sur les flux plus efficace qui peut potentiellement être automatisée et exploitée par des non-chimistes.