Dans le domaine émergent de la biologie synthétique, les ingénieurs utilisent des blocs de construction biologiques, tels que des extraits d'ADN, pour construire de nouvelles technologies. L'un des principaux défis dans le domaine est de trouver un moyen de synthétiser rapidement et économiquement les brins d'ADN souhaités. Maintenant, des scientifiques de l'Université Duke ont fabriqué une puce à ADN réutilisable qui peut aider à résoudre ce problème en agissant comme un modèle à partir duquel plusieurs lots de blocs de construction d'ADN peuvent être photocopiés. Les chercheurs ont utilisé l'appareil pour créer des brins d'ADN qu'ils ont ensuite repliés en des structures nanométriques uniques. Ils présenteront leurs conclusions au Symposium AVS, tenue du 30 octobre au 4 novembre, à Nashville, Tennessee.
De nombreuses méthodes différentes de synthèse d'ADN ont été développées, mais chaque méthode a ses inconvénients. Synthèse d'ADN en vrac, qui utilise des colonnes séparées pour loger les réactions, peut produire de grandes quantités de matière, mais il est coûteux et limité dans le nombre de séquences d'ADN différentes qu'il peut créer. Les chercheurs de Duke, par contre, utilisé une tête d'imprimante à jet d'encre pour déposer de petites gouttelettes de produits chimiques sur une puce en plastique, construisant progressivement des brins d'ADN de longueur et de composition mélangées à la surface. L'équipe a ensuite utilisé un processus de photocopie biologique pour récolter l'ADN de la puce. A la surprise des chercheurs, ils ont découvert qu'ils pouvaient réutiliser la puce pour récolter plusieurs lots d'ADN. "Nous avons découvert que nous avions une puce à ADN "immortelle" dans nos mains, " dit Ishtiaq Saaem, chercheur en génie biomédical chez Duke et membre de l'équipe. "Essentiellement, nous avons pu effectuer le processus de copie biologique pour libérer le matériel de la puce des dizaines de fois. Le processus semble fonctionner même en utilisant une puce que nous avons fabriquée, utilisé, stocké à -20C pendant un certain temps, et sortis et réutilisés."
Après avoir libéré l'ADN de la puce, l'équipe l'a "cuisinée" avec un long morceau d'ADN viral. "Dans le processus de cuisson, l'ADN viral est agrafé dans une forme souhaitée par l'ADN dérivé de la puce plus petite, " explique Saaem. L'un des premiers exemples d'origami ADN de l'équipe était une forme de rectangle avec un triangle attaché d'un côté, que les chercheurs ont surnommée une "nano-maison". La structure pourrait être utilisée pour orienter spatialement des matériaux organiques et inorganiques, servir d'échafaudage pour l'administration de médicaments, ou agir comme une règle nanométrique, dit Saaem.
Aller de l'avant, l'équipe a l'intention de produire des structures d'ADN plus grandes, tout en testant la limite de la fréquence à laquelle leur puce peut être réutilisée. À court terme, la recherche a des applications dans le positionnement spatial de biomolécules, comme les protéines, à des fins de recherche. Long terme, cela pourrait même transformer la technologie de l'information :"Je ne serais pas surpris si cette méthodologie est utilisée pour fabriquer la prochaine génération de microprocesseurs qui peuvent pousser encore plus loin la loi de Moore, " dit Saaem.
