Des chercheurs de l'Université de technologie de Delft et de l'Université de Bâle ont mis en place un nanopore biomimétique qui fournit une plate-forme unique de test et de mesure de la manière dont les protéines se déplacent dans le noyau d'une cellule. Dans la revue Nature Nanotechnologie , ils rapportent un nanopore artificiel qui est fonctionnalisé avec des protéines clés qui imite le pore nucléaire naturel. Après avoir testé le transport de protéines individuelles à travers le pore biomimétique, ils ont découvert que la plupart des protéines ne peuvent pas se déplacer, mais certains spécifiques peuvent en effet passer. C'est la caractéristique de la sélectivité intrigante que l'on retrouve également dans les pores naturels. Le pore biomimétique est entièrement fonctionnel et peut être utilisé comme plate-forme de test pour des études sur l'administration de médicaments dans le noyau d'une cellule.
Le complexe de pores nucléaires
"Les cellules humaines ont un noyau, et les protéines et l'ARN doivent entrer et sortir. Ceci est régulé par de petits trous, appelés complexes de pores nucléaires. Ce sont des pores biologiques essentiels qui agissent comme des gardiens du noyau cellulaire. Ils transportent les protéines et l'ARN dans et hors du noyau de manière très sélective, ce qui signifie que certains passent mais que d'autres sont bloqués. Il y a beaucoup de débats sur la façon dont cette sélectivité intrigante est obtenue. Compte tenu du fait qu'il est très difficile d'effectuer des mesures à haute résolution dans l'environnement complexe de la cellule vivante, le mécanisme exact est difficile à résoudre." Professeur Cees Dekker, directeur du Kavli Institute of Nanoscience à Delft et responsable de cette recherche, explique.
Dans la nouvelle recherche du groupe Dekker en collaboration avec le groupe du dr. Roderick Lim de l'Université de Bâle, ils ont pu créer un nanopore biomimétique - un pore synthétique qui imite le pore nucléaire - qui agit comme un nouveau, plate-forme puissante pour surveiller le transport de protéines individuelles à travers.
Nanopore biomimétique
Dekker :« Une approche prometteuse pour étudier ce transport nucléaire est la biomimétique - le développement de systèmes synthétiques qui imitent les structures et les processus biologiques. Les progrès de la nanotechnologie permettent désormais d'étudier et de façonner la matière à l'échelle nanométrique, ouvrant la voie à l'imitation des structures biologiques au niveau moléculaire pour à la fois étudier et exploiter leur ingéniosité." Le groupe du Dr Roderick Lim de l'Université de Bâle a purifié les protéines des pores nucléaires et le groupe Dekkers en a fabriqué les nanopores biomimétiques en attachant ces protéines à de petits trous dans un support à semi-conducteurs.
Sélectivité
La nouvelle recherche, interprété principalement par l'auteur principal Stefan Kowalczyk, un étudiant diplômé du laboratoire Dekkers, démontre qu'il est possible d'établir un pore nucléaire biomimétique et de surveiller le transport de protéines individuelles à travers le pore. Surtout, le pore biomimétique présente une forte sélectivité, tout comme le complexe naturel des pores nucléaires :les protéines ImpB passent les pores, alors que les protéines BSA ne le font pas (comme illustré par l'image ci-jointe). Un degré de sélectivité différent a été trouvé, selon quelles protéines exactes des pores nucléaires ont été utilisées pour fonctionnaliser le pore. Les chercheurs ont montré que le pore biomimétique est entièrement fonctionnel et peut être utilisé comme plate-forme de test pour des études sur l'administration de médicaments dans le noyau d'une cellule.
