Une méthode écologique pour synthétiser des nanofleurs ADN-cuivre avec des rendements de charge élevés, faible cytotoxicité, et une forte résistance aux nucléases a été développée par le professeur Hyun Gyu Park du Département de génie chimique et biomoléculaire et ses collaborateurs.

L'équipe de recherche a réussi à former une nanostructure en forme de fleur dans des conditions respectueuses de l'environnement en utilisant des interactions entre les ions cuivre et l'ADN contenant des groupes amide et amine. Les nanofleurs résultantes présentent des capacités de chargement d'ADN élevées en plus d'une faible cytotoxicité.

Les nanocristaux en forme de fleur appelés nanofleurs ont attiré l'attention pour leurs caractéristiques distinctes de rugosité de surface élevée et de rapports surface / volume élevés. Les nanofleurs ont été utilisées dans de nombreux domaines, notamment la catalyse, électronique, et la chimie analytique.

Depuis quelque temps, des percées de recherche ont été réalisées dans la génération de nanofleurs hybrides inorganiques-organiques contenant diverses enzymes en tant que composants organiques. L'hybridation avec des matériaux inorganiques a grandement amélioré l'activité enzymatique, stabilité, et la durabilité par rapport aux enzymes libres correspondantes.

Généralement, la formation de nanocristaux de protéines nécessite un traitement thermique élevé et a donc des limites pour atteindre les capacités de charge élevées de l'ADN intact.

L'équipe de recherche s'est penchée sur la question, en se concentrant sur le fait que les acides nucléiques avec des structures bien définies et des propriétés de reconnaissance sélective contiennent également des groupes amide et amine dans leurs bases nucléiques. Ils ont prouvé que des structures ressemblant à des fleurs pouvaient être formées en utilisant des acides nucléiques comme matrice synthétique, qui a ouvert la voie à la synthèse des nanofleurs hybrides contenant de l'ADN en tant que composant organique dans des conditions respectueuses de l'environnement.

L'équipe a également confirmé que cette méthode de synthèse peut être appliquée de manière universelle à toutes les séquences d'ADN contenant des groupes amide et amine. Ils ont déclaré que leur approche était assez unique étant donné que la majorité des travaux antérieurs se concentraient sur l'utilisation de l'ADN en tant que lieur pour assembler les nanomatériaux. Ils ont dit que la méthode a plusieurs caractéristiques avantageuses. D'abord, la procédure de synthèse « verte » n'implique aucun produit chimique toxique, et montre une faible cytotoxicité et une forte résistance aux nucléases. Seconde, les nanofleurs obtenues présentent des capacités de charge d'ADN exceptionnellement élevées.

Par dessus tout, ces caractéristiques supérieures des nanofleurs hybrides ont permis la détection sensible de diverses molécules, notamment le phénol, peroxyde d'hydrogène, et le glucose. Les nanofleurs ADN-cuivre ont montré une activité peroxydase encore plus élevée que celles des nanofleurs protéine-cuivre, ce qui peut être dû à la plus grande surface des structures en forme de fleur, créant une plus grande chance de les appliquer dans le domaine de la détection de peroxyde d'hydrogène.

L'équipe de recherche s'attend à ce que leurs recherches créent diverses applications dans de nombreux domaines, y compris les biocapteurs, et soient davantage appliquées à des applications thérapeutiques.

Le professeur Park a dit, "Le composant inorganique des nanofleurs hybrides présente non seulement une faible cytotoxicité, mais protège également l'ADN encapsulé d'être clivé par les enzymes endonucléases. En utilisant cette fonctionnalité, la nanostructure sera appliquée au développement de vecteurs thérapeutiques géniques."