Des chercheurs de l'Université de Montréal ont créé un thermomètre à ADN programmable de 20, 000x plus petit qu'un cheveu humain. Cette avancée scientifique rapportée cette semaine dans la revue Lettres nano peut considérablement aider notre compréhension des nanotechnologies naturelles et conçues par l'homme en permettant de mesurer la température à l'échelle nanométrique.

Il y a plus de 60 ans, les chercheurs ont découvert que les molécules d'ADN qui codent notre information génétique peuvent se déployer lorsqu'elles sont chauffées. "Dans les années récentes, les biochimistes ont également découvert que des biomolécules telles que des protéines ou de l'ARN (une molécule similaire à l'ADN) sont utilisées comme nanothermomètres dans les organismes vivants et signalent des variations de température par pliage ou dépliage, " dit l'auteur principal, le professeur Alexis Vallée-Bélisle. " Inspiré par ces nanothermomètres naturels, qui sont généralement 20, 000x plus petit qu'un cheveu humain, nous avons créé diverses structures d'ADN qui peuvent se plier et se déplier à des températures spécifiquement définies."

L'un des principaux avantages de l'utilisation de l'ADN pour concevoir des thermomètres moléculaires est que la chimie de l'ADN est relativement simple et programmable. "L'ADN est composé de quatre molécules monomères différentes appelées nucléotides :le nucléotide A se lie faiblement au nucléotide T, alors que le nucléotide C se lie fortement au nucléotide G, " explique David Gareau, premier auteur de l'étude. "En utilisant ces règles de conception simples, nous sommes en mesure de créer des structures d'ADN qui se plient et se déplient à une température spécifiquement souhaitée." "En ajoutant des reporters optiques à ces structures d'ADN, on peut donc créer des thermomètres de 5 nm de large qui produisent un signal facilement détectable en fonction de la température, " ajoute Arnaud Desrosiers, co-auteur de cette étude.

Ces thermomètres nanométriques ouvrent de nombreuses voies passionnantes dans le domaine émergent de la nanotechnologie, et peut même nous aider à mieux comprendre la biologie moléculaire. "Il y a encore beaucoup de questions sans réponse en biologie, " ajoute le Pr Vallée-Bélisle, "Par exemple, on sait que la température à l'intérieur du corps humain est maintenue à 37°C, mais nous n'avons aucune idée s'il y a une grande variation de température à l'échelle nanométrique à l'intérieur de chaque cellule individuelle. taux élevé. « Dans un avenir proche, nous envisageons également que ces nanothermomètres à base d'ADN puissent être implémentés dans des dispositifs électroniques afin de surveiller la variation de température locale à l'échelle nanométrique, " conclut le Pr Vallée-Bélisle.