Recherche dirigée par Rein Ulijn, Directeur de la Nanoscience Initiative du CUNY Advanced Science Research Center (ASRC) et professeur de chimie au Hunter College, a ouvert la voie au développement de polymères à évolution dynamique qui se forment spontanément en s'adaptant à leur environnement, ce qui peut conduire à un certain nombre de possibilités de produits, y compris l'administration de médicaments, sciences alimentaires et cosmétiques, dont les résultats ont été publiés aujourd'hui dans Nature Nanotechnologie .

En permettant à ces peptides, chaînes de polymères composés d'acides aminés, de réorganiser en permanence leurs séquences, ils finiront par former les polymères les plus adaptés à l'environnement au détriment des structures moins favorisées. Cette méthode, qui s'inspire des principes de l'évolution, a permis à l'équipe d'Ulijn d'identifier une gamme de matériaux à base de peptides jusqu'alors inédits. Alors que les recherches précédentes en nanotechnologie peptidique étaient centrées sur des découvertes fortuites ou une conception minutieuse, la nouvelle approche permet une découverte impartiale par auto-sélection de structures optimisées.

« Dans notre quête de matériaux basés sur les briques de la biologie, mais qui sont beaucoup plus simples, il est difficile de concevoir rationnellement ces matériaux car il existe de très nombreuses permutations possibles qui pourraient être explorées, " dit Ulijn.

« Au lieu de concevoir rationnellement pour améliorer les matériaux, nous avons trouvé un moyen d'évoluer de manière autonome, " dit Charalampos Pappas, premier auteur, et ancien chercheur postdoctoral CUNY ASRC. "Nous y parvenons en faisant en sorte que les composants se connectent dynamiquement, réorganiser et déconnecter, résultant en la sélection et la formation spontanées des nanostructures auto-assemblantes les plus stables."

Le papier, intitulé "Bibliothèques peptidiques dynamiques pour la découverte de nanomatériaux supramoléculaires, " est une continuation de la recherche d'Ulijn sur les structures peptidiques accordables, qui se sont révélés très prometteurs dans une variété d'applications commerciales. Ceux-ci incluent des nanosphères qui peuvent être biodégradables et pourraient potentiellement être utilisées dans des applications d'administration de médicaments, ainsi que des nanofibres qui forment des matériaux en phase gel, qui peut être utilisé dans une variété d'applications, y compris les cosmétiques ou les plastiques biodégradables qui peuvent résister à des conditions difficiles.

La méthode de découverte de peptides basée sur l'évolution ne couvre pas encore toute la gamme des fonctionnalités chimiques présentes dans les matériaux naturels et c'est actuellement un processus qui prend du temps. "Ces problèmes peuvent potentiellement être surmontés par l'automatisation et la miniaturisation du processus, qui fait l'objet des recherches actuelles, " dit Ulijn.