Des chercheurs de l'Université McMaster ont trouvé un moyen d'exploiter l'ADN comme moteur d'une « machine » microscopique qu'ils peuvent activer pour détecter des traces de substances allant des virus et bactéries à la cocaïne et aux métaux.

"C'est une toute nouvelle plateforme qui s'adapte à de nombreux usages, " dit John Brennan, directeur du McMaster's Biointerfaces Insitute et co-auteur d'un article dans la revue Communication Nature qui décrit la technologie. "Ces nano-architectures d'ADN sont adaptables, afin que toute cible soit détectable."

L'ADN est surtout connu comme matériel génétique, mais c'est aussi une molécule très programmable qui se prête à l'ingénierie pour des applications synthétiques.

La nouvelle méthode façonne des morceaux d'ADN programmés séparément en paires de cercles imbriqués.

Le premier reste inactif jusqu'à ce qu'il soit libéré par le second, comme une roue de vélo dans une serrure. Lorsque le deuxième cercle, faisant office de serrure, est exposé même à une trace de la substance cible, il s'ouvre, libérer le premier cercle d'ADN, qui se réplique rapidement et crée un signal, comme un changement de couleur.

"La clé est qu'il est déclenché de manière sélective par tout ce que nous voulons détecter, " dit Brennan, titulaire de la Chaire de recherche du Canada en chimie bioanalytique et biointerfaces. "Nous avons essentiellement pris un morceau d'ADN et l'avons forcé à faire quelque chose pour lequel il n'a jamais été conçu. Nous pouvons concevoir la serrure pour qu'elle soit spécifique à une certaine clé. Toutes les pièces sont faites d'ADN, et finalement cette clé est définie par la façon dont nous la construisons."

L'idée de la « nanomachine à ADN » vient de la nature elle-même, explique le co-auteur Yingfu Li, titulaire de la Chaire de recherche du Canada en recherche sur les acides nucléiques.

"La biologie utilise toutes sortes de machines moléculaires à l'échelle nanométrique pour réaliser des fonctions importantes dans les cellules, " dit Li. "Pour la première fois, nous avons conçu une nano-machine basée sur l'ADN qui est capable de réaliser une détection ultra-sensible d'un agent pathogène bactérien."

La nanomachine à base d'ADN est en cours de développement pour devenir un kit de détection convivial qui permettra de tester rapidement une variété de substances, et pourrait passer aux tests cliniques d'ici un an.