Des chercheurs de l'Université de Montréal ont créé une nanoantenne pour surveiller les mouvements des protéines. Rapporté cette semaine dans Nature Methods , l'appareil est une nouvelle méthode pour surveiller le changement structurel des protéines au fil du temps et peut contribuer grandement à aider les scientifiques à mieux comprendre les nanotechnologies naturelles et conçues par l'homme.

« Les résultats sont tellement excitants que nous travaillons actuellement à la mise sur pied d'une entreprise en démarrage pour commercialiser et mettre cette nanoantenne à la disposition de la plupart des chercheurs et de l'industrie pharmaceutique », a déclaré Alexis Vallée-Bélisle, professeur de chimie à l'UdeM, auteur principal de l'étude.

Une antenne qui fonctionne comme une radio bidirectionnelle

Il y a plus de 40 ans, des chercheurs ont inventé le premier synthétiseur d'ADN pour créer des molécules qui codent l'information génétique. "Au cours des dernières années, les chimistes ont réalisé que l'ADN pouvait également être utilisé pour construire une variété de nanostructures et de nanomachines", a ajouté le chercheur, également titulaire de la Chaire de recherche du Canada en bioingénierie et bionanotechnologie.

"Inspirés par les propriétés" de type Lego "de l'ADN, avec des blocs de construction qui sont généralement 20 000 fois plus petits qu'un cheveu humain, nous avons créé une nanoantenne fluorescente à base d'ADN, qui peut aider à caractériser la fonction des protéines", a-t-il déclaré.

"Comme une radio bidirectionnelle qui peut à la fois recevoir et transmettre des ondes radio, la nanoantenne fluorescente reçoit de la lumière dans une couleur, ou longueur d'onde, et en fonction du mouvement des protéines qu'elle détecte, puis retransmet la lumière dans une autre couleur, que nous pouvons détecter. "

L'une des principales innovations de ces nanoantennes est que la partie réceptrice de l'antenne est également utilisée pour détecter la surface moléculaire de la protéine étudiée via une interaction moléculaire.

L'un des principaux avantages de l'utilisation de l'ADN pour concevoir ces nanoantennes est que la chimie de l'ADN est relativement simple et programmable », a déclaré Scott Harroun, étudiant au doctorat en chimie à l'UdeM et premier auteur de l'étude.

"Les nanoantennes à base d'ADN peuvent être synthétisées avec différentes longueurs et flexibilités pour optimiser leur fonction", a-t-il déclaré. "On peut facilement attacher une molécule fluorescente à l'ADN, puis attacher cette nanoantenne fluorescente à une nanomachine biologique, telle qu'une enzyme.

"En ajustant soigneusement la conception de la nanoantenne, nous avons créé une antenne de cinq nanomètres de long qui produit un signal distinct lorsque la protéine remplit sa fonction biologique."

Selon les scientifiques, les nanoantennes fluorescentes ouvrent de nombreuses voies passionnantes en biochimie et en nanotechnologie.

"Par exemple, nous avons pu détecter, en temps réel et pour la première fois, la fonction de l'enzyme phosphatase alcaline avec une variété de molécules biologiques et de médicaments", a déclaré Harroun. "Cette enzyme a été impliquée dans de nombreuses maladies, notamment divers cancers et inflammations intestinales.

"En plus de nous aider à comprendre comment les nanomachines naturelles fonctionnent ou fonctionnent mal, entraînant par conséquent des maladies, cette nouvelle méthode peut également aider les chimistes à identifier de nouveaux médicaments prometteurs ainsi qu'à guider les nanoingénieurs pour développer des nanomachines améliorées", a ajouté Dominic Lauzon, co-auteur de l'étude faisant son doctorat. en chimie à l'UdeM.

L'une des principales avancées permises par ces nanoantennes est également leur facilité d'utilisation, ont déclaré les scientifiques.

« Peut-être que ce qui nous enthousiasme le plus est la prise de conscience que de nombreux laboratoires du monde entier, équipés d'un spectrofluorimètre conventionnel, pourraient facilement utiliser ces nanoantennes pour étudier leur protéine préférée, par exemple pour identifier de nouveaux médicaments ou développer de nouvelles nanotechnologies », a déclaré Vallée. -Bélisle. + Explorer plus loin

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