Des biophysiciens au Japon ont trouvé des moyens de fabriquer et de manipuler des structures d'ADN en forme de capsule qui pourraient être utilisées dans le développement de systèmes moléculaires artificiels. De tels systèmes pourraient fonctionner, par exemple, à l'intérieur du corps humain. L'étude était une collaboration entre Yusuke Sato de l'Université de Tohoku et Masahiro Takinoue de l'Institut de technologie de Tokyo (Tokyo Tech), et les résultats ont été publiés dans le JACS Au .

Pour fabriquer les capsules, les chercheurs ont d'abord créé deux types différents de nanostructures d'ADN. Chaque type a été fabriqué à l'aide de trois molécules d'ADN simple brin avec des morceaux collants à leurs extrémités. En raison des différences dans leurs séquences d'ADN, seules des nanostructures similaires se sont collées lorsque les deux types ont été mélangés.

Sato et Takinoue ont ensuite combiné les nanostructures en solution avec un mélange huileux de molécules chargées et non chargées. Le mélange a d'abord été chauffé puis refroidi, et enfin examiné au microscope.

Les chercheurs ont découvert que des gouttelettes d'eau dans l'huile s'étaient formées, les nanostructures d'ADN s'accumulant à l'interface eau-huile. Les nanostructures se sont réunies dans différents types de motifs en forme de patch, en fonction de la concentration de chaque type par rapport à l'autre.

Les scientifiques ont également découvert que les nanostructures d'ADN s'aggloméraient de manière plus homogène lorsqu'une nanostructure d'ADN supplémentaire en forme de X était ajoutée au mélange pour relier les deux types ensemble.

Cela a fonctionné aussi bien à l'intérieur des vésicules lipidiques que dans les gouttelettes d'eau dans l'huile. Sato et Takinoue ont également pu séparer les capsules d'ADN des gouttelettes et des vésicules sans perdre leur forme en forme de capsule. Enfin, ils ont pu ouvrir les capsules et les dégrader à l'aide d'enzymes spécifiques.

Les résultats démontrent une approche pour construire et modifier des capsules d'ADN qui pourraient avoir une variété de fonctions et d'objectifs différents. Par exemple, ils pourraient être utilisés pour transporter des substances vers des organes cibles spécifiques, libérant leur cargaison lorsqu'ils sont exposés à certaines enzymes. Ils pourraient également être rendus mobiles en utilisant des nanostructures d'ADN qui peuvent être manipulées pour modifier la forme des capsules. Ou ils pourraient être modifiés avec des protéines ou des dispositifs moléculaires à base d'ADN pour créer des structures compartimentées fonctionnelles, comme des membranes cellulaires.

"Nous pensons que les capsules fonctionnelles fabriquées à partir d'ADN, comme celles que nous avons conçues, pourraient fournir une nouvelle approche pour développer des structures capsulaires pour les études sur les cellules artificielles et la robotique moléculaire", déclarent Sato et Takinoue.

L'équipe travaillera ensuite sur l'insertion de différents types de cargaisons dans les capsules, y compris des processeurs d'informations ADN, et sur leur libération en réponse à des stimuli spécifiques. + Explorer plus loin

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