Un produit chimique qui protège le chlore des piscines des rayons du soleil pourrait aider à créer des nanomatériaux construits à partir d'ADN. Buda Mendes/Getty Images L'acide cyanurique est l'un de ces nombreux produits chimiques dont vous n'avez jamais entendu parler, mais qui accomplissent des tâches banales mais utiles pour rendre notre mode de vie moderne possible. Dans le cas de ce produit chimique - également appelé CYA - son travail quotidien consiste à empêcher le chlore qui tue les germes dans les piscines d'être détruit par les rayons ultraviolets du soleil. Tout ce dont vous avez besoin pour garder votre piscine d'arrière-cour sûre et saine est une très petite concentration de CYA, pas plus de 60 à 80 parties par million. Vous ne vous rendez probablement même pas compte que vous le mettez dans l'eau, car beaucoup en poudre, les traitements au chlore en comprimés et en bâtonnets incluent le CYA dans le mélange.
Mais maintenant, des chercheurs de l'Université McGill au Canada ont peut-être trouvé une espèce exotique, utilisation de pointe pour CYA, celui qui pourrait soudainement en faire un produit chimique beaucoup plus important. Dans un article récent de la revue Nature Chemistry, les scientifiques détaillent comment CYA peut être utilisé pour cajoler l'acide désoxyribonucléique, ou l'ADN - la molécule massive qui stocke l'information génétique dans nos cellules - en formant une triple hélice, une structure radicalement différente de la double hélice habituelle de l'ADN.
Ce développement pourrait être énorme, d'une manière incroyablement minuscule. Il pourrait permettre aux chercheurs de créer de nouvelles sortes d'assemblages d'ADN, y compris ceux qui incorporent de nouvelles lettres dans l'alphabet génétique, et en créer avec de nouvelles propriétés. Ces nanomatériaux d'ADN pourraient être utilisés pour construire toutes sortes de choses, des tissus humains synthétiques aux minuscules dispositifs pour administrer des médicaments à l'intérieur du corps.
L'enchaînement de courts brins d'ADN à l'aide de la petite molécule d'acide cyanurique (CYA) conduit à la formation d'un motif de rosette unique et d'une structure en triple hélice. Nicole Avakyan Hanadi Sleiman, un nanoscientifique de l'ADN à McGill et auteur principal de l'étude, dit que le nouveau processus pourrait être utilisé avec d'autres produits chimiques de taille moléculaire similaire à CYA.
"C'est la première fois qu'une petite molécule induit l'assemblage de brins d'ADN dans un nouveau matériau par liaison hydrogène, " dit-elle par e-mail. " En utilisant le principe que nous avons présenté dans cet article, nous pouvons utiliser de nombreuses autres petites molécules pour induire l'ADN à former une variété de nouveaux biomatériaux. »
Steven Maguire, un chercheur du programme de recherche SNO+ de l'Université Queens qui n'a pas participé à l'étude, explique, "En créant des sections personnalisées d'ADN, les chercheurs peuvent les programmer pour construire de très petites structures, similaire à la façon dont l'ADN est utilisé pour construire des protéines dans des cellules vivantes.
Selon Maguire, le procédé développé par l'équipe de Sleiman apporte une solution à l'un des problèmes majeurs du domaine naissant. "Les limitations des non-matériaux d'ADN actuels sont qu'ils ne se ramifient pas - c'est comme essayer de construire quelque chose avec Tinkertoys, mais n'ayant que des connecteurs à 180 degrés, " dit-il. " En utilisant cette nouvelle méthode " en étoile ", vous pouvez construire dans différentes directions plutôt que simplement en lignes droites, et permet aux chercheurs de construire des structures plus nombreuses et variées. Cela ressemble à une percée assez importante dans le domaine. »
Le nouveau processus a duré huit ans. Tout a commencé lorsque Sleiman a mentionné à d'autres scientifiques de son laboratoire que le CYA pourrait être un bon produit chimique à expérimenter, parce que la molécule a trois faces avec les mêmes caractéristiques de liaison que la thymine, le T dans l'alphabet de l'ADN qui comprend également l'adénine, guanine et cytosine (A, G et C, respectivement).
« Mon élève Faisal Aldaye l'a essayé à l'époque, et est revenu en me disant qu'il avait observé des fibres très longues et abondantes par microscopie à force atomique, " dit Sleiman. " Cependant, cela nous a pris huit ans et l'implication de trois doctorants, un post-doctorant et un collaborateur à l'Université Queen's pour enfin comprendre la structure interne de ces fibres. Il s'avère que les fibres sont constituées de triples hélices de polyadénines, et chaque niveau à l'intérieur de l'hélice est un hexamétrique, rosette en forme de fleur d'unités d'adénine et d'acide cyanurique. C'est le temps le plus long qu'il nous a fallu pour publier un article de la découverte initiale."
Une autre raison pour laquelle le CYA est prometteur pour la construction de nanostructures d'ADN, car il est à la fois peu coûteux et peu toxique. Rigoberto Advincula, professeur au département de science et d'ingénierie macromoléculaires de la Case Western Reserve University, a également salué le nouveau processus comme "une avancée majeure". Il dit par e-mail que, entre autres, les structures de nanofibres créées par le processus peuvent être utilisées pour fabriquer des tissus plus biocompatibles avec la personne qui les recevrait lors d'une greffe.
Maintenant c'est intéressantDes scientifiques du laboratoire national de Brookhaven du département américain de l'Énergie ont utilisé des brins d'ADN groupés pour construire de minuscules cages afin de piéger et d'organiser des nanoparticules, d'une manière qui imite la structure cristalline du diamant.
