Mélange de microtubules à ADN modifié, L'origami d'ADN et les lieurs de kinésine conduisent à des formations en forme d'étoile de microtubules qui sont reliés par des lieurs de kinésine. Ce réseau s'est contracté dynamiquement lorsque l'énergie ATP a été ajoutée. Crédit :Matsuda K. et al., Nano lettres, 30 avril 2019
Les chercheurs ont utilisé avec succès l'origami d'ADN pour effectuer des contractions musculaires lisses dans de grands réseaux de systèmes moteurs moléculaires, une découverte qui pourrait être appliquée à la robotique moléculaire.
"Nous avons démontré avec succès l'auto-assemblage programmé d'un système moteur biomoléculaire, " écrivent les chercheurs japonais et allemands qui ont mené l'étude.
Le système moteur biomoléculaire, constitué de microtubules fibreux et de protéines motrices kinésines, joue un rôle essentiel dans les systèmes de transport cellulaire. Les scientifiques pensent pouvoir utiliser les moteurs de la robotique moléculaire, mais il reste difficile d'assembler un système plus grand à partir de minuscules molécules.
Dans la présente étude publiée dans Lettres nano , l'équipe de recherche comprenant Akira Kakugo de l'Université d'Hokkaido, Akinori Kuzuya de l'Université du Kansai, et Akihiko Konagaya de l'Institut de technologie de Tokyo ont développé un système combinant l'origami d'ADN et les microtubules. Les origami d'ADN ont été formés à partir de six hélices d'ADN regroupées. Le mélange des deux composants a provoqué l'auto-assemblage des microtubules autour de l'origami d'ADN, formant des structures en forme d'étoile. Cet auto-assemblage a été rendu possible par la liaison de brins d'ADN complémentaires attachés à chaque composant.
L'équipe a ensuite conçu un "linker kinésine" composé de quatre protéines motrices de la kinésine rayonnant à partir d'une protéine centrale. Ces linkers de kinésine ont joint les microtubules ensemble, provoquant la connexion de plusieurs assemblages en forme d'étoile, formant un réseau hiérarchique beaucoup plus vaste.