Une équipe de scientifiques des universités de Portsmouth et de Leicester au Royaume-Uni a développé une méthode innovante pour personnaliser et renforcer l'origami ADN.

L'origami d'ADN est la méthode permettant de créer des nanostructures avec une précision remarquable en utilisant des brins d'ADN comme éléments de base. Cependant, ces structures sont délicates et peuvent facilement se désagréger sous des conditions biologiques, comme des changements de température ou l'exposition à certaines enzymes présentes dans les organismes vivants.

Dans un article publié dans le Journal of the American Chemical Society , les chercheurs ont présenté une manière unique de rendre les structures d'origami plus solides et plus polyvalentes dans une réaction en un seul pot, via un processus connu sous le nom de photo-réticulation dirigée triplex.

En modifiant stratégiquement les brins d'ADN au cours du processus de conception, ils ont pu introduire des séquences nucléotidiques supplémentaires, qui sont les éléments de base de l'ADN, qui servent de points d'attache pour les molécules fonctionnelles.

La fixation des molécules a été obtenue en utilisant des oligonucléotides formant des triplex portant un agent de réticulation. Ils ont ensuite utilisé un processus chimique impliquant la lumière UVA pour lier de manière permanente ces molécules aux formes d'ADN.

Un avantage particulier de cette approche est la génération de « super-agrafes » qui agissent pour tisser la structure ensemble. L'article indique que la réticulation vers des régions extérieures au noyau de l'origami réduit considérablement la sensibilité de la structure à la chaleur et au démontage par les enzymes.

L'auteur principal, le Dr David Rusling de l'École de pharmacie et des sciences biomédicales de l'Université de Portsmouth, a déclaré :« Les applications potentielles de cette technique sont d'une grande portée. La capacité d'adapter les structures d'origami d'ADN avec des fonctionnalités spécifiques est extrêmement prometteuse pour faire progresser les traitements médicaux. et diagnostics.

"Nous envisageons un avenir dans lequel les structures d'ADN origami pourraient être utilisées pour administrer des médicaments ou de l'ADN directement aux cellules malades, ou pour créer des outils de diagnostic très sensibles."

Les applications actuelles de l'origami ADN en biomédecine comprennent les vaccins, les nanocapteurs biologiques, l'administration de médicaments, la biologie structurale et les véhicules d'administration de matériel génétique.

Le co-auteur, le Dr Andrey Revyakin, anciennement de l'Université de Leicester, a déclaré :« Mon laboratoire a lutté pendant des années pour créer des structures d'origami d'ADN qui restent fonctionnelles dans les applications biologiques réelles. La méthode basée sur le triplex du Dr Rusling, qui « améliore " La double hélice classique de l'ADN avec un troisième brin supplémentaire stabilise les formes de l'ADN, et ce avec une grande précision, sans affecter les modules fonctionnels de la molécule."

Le document indique que la nouvelle stratégie est évolutive et rentable, car elle fonctionne avec les structures d'origami existantes, ne nécessite pas de refonte de l'échafaudage et peut être réalisée avec un seul brin d'ADN.

Le Dr Rusling a ajouté :"Ce qui est vraiment passionnant avec cette technique, c'est qu'elle n'a pas modifié la séquence d'ADN sous-jacente de l'origami, offrant ainsi la possibilité d'utiliser ces structures comme supports de gènes synthétiques."