Imaginez prendre des brins d'ADN - le matériau de nos cellules qui détermine notre apparence et notre fonctionnement - et l'utiliser pour construire de minuscules structures qui peuvent administrer des médicaments à des cibles dans le corps ou amener la miniaturisation électronique à un tout nouveau niveau.

Bien que cela puisse encore ressembler à de la science-fiction pour la plupart d'entre nous, les chercheurs reconstituent et expérimentent des structures d'ADN depuis des décennies. Et, dans les années récentes, Les travaux de scientifiques tels que Hanadi Sleiman, professeur de chimie à l'Université McGill, ont rapproché l'utilisation de structures d'ADN artificielles d'une variété d'applications dans le monde réel.

Mais à mesure que ces applications continuent de se développer, ils nécessitent des brins d'ADN de plus en plus gros et complexes. Cela a posé un problème, parce que les systèmes automatisés utilisés pour fabriquer de l'ADN synthétique ne peuvent pas produire de brins contenant plus d'environ 100 bases (les produits chimiques qui se lient pour former les brins). Des centaines de ces brins courts peuvent être nécessaires pour assembler des nanotubes destinés à des applications telles que les systèmes intelligents d'administration de médicaments.

Une méthode plus économique

Dans une nouvelle recherche publiée le 5 mai dans Communication Nature , cependant, L'équipe de Sleiman à McGill rapporte qu'elle a mis au point une technique pour créer des brins d'ADN beaucoup plus longs, y compris des modèles de séquence personnalisés. Quoi de plus, cette approche produit également de grandes quantités de ces brins plus longs en quelques heures seulement, rendant le procédé potentiellement plus économique et commercialement viable que les techniques existantes.

La nouvelle méthode consiste à assembler de petits brins les uns après les autres, de sorte qu'ils s'attachent à un brin d'ADN plus long à l'aide d'une enzyme connue sous le nom de ligase. Une deuxième enzyme, polymérase, est ensuite utilisé pour générer de nombreuses copies du long brin d'ADN, produisant des volumes plus importants de matière. Le procédé à la polymérase a en plus l'avantage de corriger les erreurs éventuellement introduites dans la séquence, n'amplifiant que le correctement séquencé, produit pleine longueur.

Matériaux d'ADN de concepteur

L'équipe a utilisé ces brins comme échafaudage pour fabriquer des nanotubes d'ADN, démontrant que la technique permet de programmer avec précision la longueur et les fonctions des tubes. "À la fin, ce que nous obtenons est long, brin d'ADN synthétique avec exactement la séquence de bases que nous voulons, et avec exactement autant d'unités de répétition que nous voulons, " explique Sleiman, qui a co-écrit l'étude avec Graham Hamblin, qui vient de terminer son doctorat, et doctorante Janane Rahbani.

« Ce travail ouvre la porte à une nouvelle stratégie de conception en nanotechnologie de l'ADN, " Sleiman dit. "Cela pourrait donner accès à des matériaux d'ADN de concepteur qui sont économiques et peuvent rivaliser avec moins cher, mais des technologies moins polyvalentes. À l'avenir, les utilisations pourraient aller de la synthèse personnalisée de gènes et de protéines, aux applications en nanoélectronique, nano-optique, et médecine, y compris le diagnostic et la thérapie.