Une nouvelle recherche de la North Carolina State University révèle que les nanoparticules d'or avec une légère charge positive agissent collectivement pour démêler la double hélice de l'ADN. Cette découverte a des ramifications pour la recherche en thérapie génique et le domaine émergent de l'électronique basée sur l'ADN.

« Nous avons commencé ce travail dans le but d'améliorer les méthodes d'emballage du matériel génétique pour une utilisation en thérapie génique, " dit le Dr Anatoli Melechko, professeur agrégé de science et d'ingénierie des matériaux à NC State et co-auteur d'un article décrivant la recherche. La thérapie génique est une approche pour traiter certaines conditions médicales en modifiant l'ADN dans les cellules concernées.

L'équipe de recherche a introduit des nanoparticules d'or, environ 1,5 nanomètres de diamètre, dans une solution contenant de l'ADN double brin. Les nanoparticules étaient recouvertes de molécules organiques appelées ligands. Certains des ligands avaient une charge positive, tandis que d'autres étaient hydrophobes, ce qui signifie qu'ils étaient repoussés par l'eau.

Parce que les nanoparticules d'or avaient une légère charge positive des ligands, et l'ADN est toujours chargé négativement, l'ADN et les nanoparticules ont été rassemblés en paquets complexes.

"Toutefois, nous avons découvert que l'ADN était en fait décompressé par les nanoparticules d'or, " dit Melechko. Les ligands chargés positivement sur les nanoparticules attachées à l'ADN comme prévu, mais les ligands hydrophobes des nanoparticules se sont emmêlés les uns avec les autres. Alors que cet enchevêtrement a entraîné les nanoparticules en grappes, les nanoparticules ont séparé l'ADN. La vidéo du processus est ci-dessous:

"Nous pensons que les nanoparticules d'or sont toujours prometteuses pour la thérapie génique, " dit le Dr Yaroslava Yingling, professeur adjoint de science et d'ingénierie des matériaux à NC State et co-auteur de l'article. "Mais il est clair que nous devons adapter les ligands, charge et la chimie de ces matériaux pour garantir que l'intégrité structurelle de l'ADN n'est pas compromise."

La découverte est également pertinente pour la recherche sur l'électronique basée sur l'ADN, qui espère utiliser l'ADN comme modèle pour créer des circuits nanoélectroniques. Parce que certains travaux dans ce domaine consistent à placer des nanoparticules métalliques sur l'ADN, cette découverte indique que les chercheurs devront porter une attention particulière aux caractéristiques de ces nanoparticules - ou risquer de saper l'intégrité structurelle de l'ADN.