Images de microscopie électronique à transmission montrant différentes tailles de PNJ en fonction de la longueur de l'ADN. Crédit :Korea Advanced Institute of Science and Technology
Des scientifiques sud-coréens ont utilisé la protéine Zinc Finger pour développer une nouvelle technique de fabrication d'amas de nanoparticules magnétiques à taille contrôlable.
Le professeur Hak-Sung Kim du Département des sciences biologiques de l'Institut avancé des sciences et de la technologie de Corée (KAIST) et Yiseul Ryu, un doctorant, a utilisé la protéine Zinc Finger qui se lie spécifiquement à la séquence d'ADN cible pour développer une nouvelle technique de fabrication d'agrégats de nanoparticules magnétiques (NPC) de taille contrôlable. Les résultats de leurs recherches ont été publiés dans Angewandte Chemie Édition Internationale en ligne le 25 novembre 2014.
Les PNJ sont des structures constituées de nanoparticules magnétiques, nanoparticules d'or, et les points quantiques, dont chacun est inférieur à 100 nm (10 -9 m). Les PNJ ont une propriété distinctive de collectivité que l'on ne voit pas dans les nanoparticules individuelles.
Plus précisément, les NPCS diffèrent par leurs propriétés physiques et optiques telles que l'absorbance de couplage plasmon, transferts d'énergie entre particules, transferts d'électrons, et la conductivité. Par conséquent, Les PNJ peuvent être utilisés dans la recherche biologique et médicale ainsi que dans le développement de dispositifs nanoélectriques et nanoplasmons.
Pour profiter de ces nouvelles propriétés, la taille et la composition de la grappe doivent être parfaitement contrôlées. Cependant, les techniques précédentes reposaient sur une liaison chimique qui nécessitait des étapes complexes, rendant difficile le contrôle de la taille et de la composition des PNJ.
L'équipe du professeur Kim a utilisé Zinc Finger, une protéine de liaison à l'ADN, développer une technique de fabrication de PNJ pour créer facilement des clusters de la taille souhaitée. La protéine Zinc Finger contient un ion zinc et reconnaît spécifiquement la séquence d'ADN lors de la liaison, ce qui permet un contrôle exquis de la taille et de la composition des grappes. La technique est également bio-friendly.
Un diagramme mimétique de la technique de fabrication des PNJ utilisant le doigt de zinc de protéine de liaison à l'ADN. Crédit :Korea Advanced Institute of Science and Technology
L'équipe du professeur Kim a créé une structure linéaire de différentes tailles de PNJ en utilisant des protéines de doigt de zinc et trois séquences d'ADN de différentes longueurs. Les PNJ qu'ils ont produits ont confirmé leur capacité à contrôler la taille et la structure du cluster en utilisant différentes longueurs d'ADN.
Les NPC ont montré des taux de relaxation T2 triplés par rapport aux produits de contraste IRM existants (Feridex) et transportés efficacement vers les cellules ciblées. Les résultats de la recherche montrent l'utilisation potentielle des PNJ dans les domaines biologiques et médicaux tels que les produits de contraste IRM, imagerie de fluorescence, et le transport de drogue.
La recherche a utilisé la propriété de liaison spécifique de la protéine et de l'ADN pour développer une nouvelle méthode pour créer l'assemblage supramoléculaire d'une nanoparticule inorganique. La technique peut être largement utilisée et appliquée dans d'autres nanoparticules pour de futures recherches en diagnostic, imagerie, et l'administration de médicaments et de gènes.
