(Phys.org) — Une équipe de chercheurs en nanotechnologie de l'Université du Kentucky a découvert de nouvelles méthodes pour construire des nanostructures et des réseaux résistants à la chaleur à l'aide d'ARN.

La recherche, dirigé par Peixuan Guo, professeur et titulaire de la chaire William Farish en nanobiotechnologie au UK College of Pharmacy et au Markey Cancer Center, est rapporté dans un article intitulé "RNA as a Boiling-Resistant Anionic Polymer Material To Build Robust Structures with Defined Shape and Stoechiometric, " co-écrit par Emil F. Khisamutdinov et Daniel L. Jasinski.

L'article, qui paraîtra dans un prochain numéro de la revue ACS Nano , publié par l'American Chemical Society (ACS), a été sélectionné comme « Choix des éditeurs » de l'ACS et les données de prépublication sont disponibles en téléchargement gratuit.

Les polymères chimiques ont été largement utilisés dans une variété d'industries, y compris l'habillement, tuyauterie, plastiques, conteneurs, bouteilles, batterie de cuisine, des outils et des matériaux médicaux pour l'administration de médicaments et des matériaux d'ingénierie tissulaire, en raison de leur grande stabilité et de leur capacité à conserver leur forme et leur taille globales. Cependant, à l'échelle microscopique, ces polymères forment des microstructures aléatoires, rendant leur taille et leur forme difficiles à contrôler.

Le laboratoire Guo rapporte que l'ARN (acide ribonucléique) peut être utilisé comme matériau polymère anionique pour construire des nanostructures avec une forme contrôlable et une structure définie. Les chercheurs ont fabriqué une nouvelle structure triangulaire d'ARN qui utilise le contrôle intrinsèque de l'ARN sur la forme et la taille à l'échelle nanométrique, tout en faisant preuve d'une forte stabilité.

Précédemment, L'ARN était considéré comme structurellement fragile et facilement dissociable à une plage de températures allant de 35 à 70 degrés Celsius, rendant sa faisabilité d'application dans un cadre industriel très limitée. En utilisant le motif d'ARN spécial découvert dans le laboratoire de Guo et une nouvelle méthodologie, les chercheurs ont démontré qu'ils pouvaient construire des nanostructures d'ARN et des réseaux à motifs résistants à 100 degrés Celsius, la température d'ébullition de l'eau.

Les nouvelles nanoarchitectures triangulaires à ARN peuvent être utilisées pour former des réseaux avec un nombre de répétition contrôlable de l'échafaudage, ressemblant à des unités monomères dans une réaction de polymérisation. Ainsi, le laboratoire Guo a pu produire une structure d'ARN en nid d'abeille avec les nouveaux ARN, permettant la production de feuilles d'ARN.

Les experts disent que cette percée fait avancer le domaine de la nanotechnologie de l'ARN, positionner l'ARN comme un nouveau, type unique de polymère avec des avantages par rapport aux polymères chimiques conventionnels.

"Cette recherche montre un grand potentiel pour la construction de nanoparticules d'ARN stables avec des propriétés qui pourraient être plus facilement contrôlées que les polymères standards, " a déclaré Jessica Tucker, Directeur du programme de l'Institut national d'imagerie biomédicale et de bio-ingénierie pour les systèmes et dispositifs d'administration de médicaments et de gènes. "Plus nous avons de contrôle sur les nanoparticules, mieux nous pourrons les adapter à une utilisation thérapeutique pour des maladies allant du cancer au diabète. »