Rendu artistique de la formation de pores hybrides par l'insertion dirigée de l'alpha-hémolysine de pore de protéine biologique (rose) dans des nanopores à l'état solide (trous dans la couche inférieure verte). Un champ électrique appliqué entraîne une molécule d'ADN double brin (bleu, à gauche) dans le trou, qui fait ensuite glisser la protéine d'hémolysine rose en position. Une fois assemblé, ces nanopores hybrides peuvent être utilisés pour extraire de l'ADN simple brin (bleu, centre) à travers, pour l'analyse et le séquençage. Image reproduite avec l'aimable autorisation du laboratoire Cees Dekker TU Delft / Tremani
Des chercheurs de l'Université de technologie de Delft et de l'Université d'Oxford annoncent un nouveau type de dispositif à nanopores qui pourrait aider à développer une analyse génétique rapide et bon marché. Dans la revue Nature Nanotechnologie (28 novembre), ils rapportent une nouvelle méthode qui combine des matériaux synthétiques et biologiques pour aboutir à un petit trou sur une puce, qui est capable de mesurer et d'analyser des molécules d'ADN uniques.
"La première cartographie du génome humain - où le contenu de l'ADN humain a été lu ('séquencé') - a été achevée en 2003 et a coûté environ 3 milliards de dollars américains. Imaginez si ce coût pouvait tomber à un niveau d'un quelques centaines de dollars, où chacun pourrait avoir son propre génome personnel séquencé. Cela permettrait aux médecins de diagnostiquer les maladies et de les traiter avant que les symptômes n'apparaissent", explique le professeur Cees Dekker de l'Institut Kavli de nanosciences de Delft.
Un dispositif prometteur s'appelle un nanopore :un trou minuscule qui peut être utilisé pour « lire » les informations d'une seule molécule d'ADN lorsqu'elle passe à travers le trou.
Nouvelle recherche par le groupe de Dekker en collaboration avec le prof. Hagan Bayley de l'Université d'Oxford, a maintenant démontré une nouvelle, type de dispositif nanopore beaucoup plus robuste. Il combine des blocs de construction biologiques et artificiels.
Dekker : « Les nanopores sont déjà utilisés pour l'analyse de l'ADN en insérant des éléments naturels, protéines formant des pores dans une membrane liquide faite de lipides. Les molécules d'ADN peuvent être tirées individuellement à travers le pore en appliquant une tension électrique à travers celui-ci, et analysé de la même manière que la musique est lue à partir d'une vieille cassette lorsqu'elle est enfilée dans un lecteur. Un aspect qui rend cette technologie biologique particulièrement difficile, cependant, est la dépendance à l'égard de la couche de support lipidique fragile. Cette nouvelle approche hybride est beaucoup plus robuste et adaptée pour intégrer des nanopores dans des dispositifs. '
La nouvelle recherche, interprété principalement par l'auteur principal dr. Adam Hall, démontre maintenant une méthode simple pour implanter les protéines formant des pores dans une couche robuste dans une puce de silicium. Essentiellement, une protéine individuelle est attachée à un plus gros morceau d'ADN, qui est ensuite tiré à travers une ouverture préfabriquée dans une membrane en nitrure de silicium.
Lorsque la molécule d'ADN passe à travers le trou, il tire la protéine porogène derrière lui, éventuellement le loger dans l'ouverture et créer un fort, système à puce conçu sur mesure pour les baies et les applications de périphériques. Les chercheurs ont montré que le dispositif hybride est entièrement fonctionnel et peut être utilisé pour détecter des molécules d'ADN.
