Nanotechnologie : origami d'ADN avec fonction de cargaison
Les chimistes de la LMU présentent deux études qui ouvrent de nouvelles possibilités d'applications biotechnologiques
Dans le monde des nanotechnologies, le développement de systèmes dynamiques qui répondent à des signaux moléculaires devient de plus en plus important. La technique de l'origami d'ADN, qui consiste à programmer l'ADN de manière à produire des nanostructures fonctionnelles, joue un rôle clé dans ces efforts. Des équipes dirigées par Philip Tinnefeld, chimiste à la LMU, viennent de publier deux études montrant comment l'origami d'ADN et les sondes fluorescentes peuvent être utilisés pour libérer des cargaisons moléculaires de manière ciblée.
Dans la revue Angewandte Chemie, les chercheurs décrivent leur développement d'un nouveau capteur à base d'origami d'ADN capable de détecter des vésicules lipidiques et d'y délivrer une cargaison moléculaire avec précision. Le capteur utilise le transfert d'énergie par résonance de fluorescence à une molécule (smFRET), qui consiste à mesurer la distance entre deux molécules fluorescentes. Le système se compose d'une structure d'origami d'ADN, d'où dépasse un ADN monocaténaire dont l'extrémité a été marquée avec un colorant fluorescent. Si l'ADN entre en contact avec des vésicules, sa conformation change. Cela modifie le signal fluorescent, car la distance entre l'étiquette fluorescente et une deuxième molécule fluorescente sur la structure de l'origami change. Cette méthode permet de détecter les vésicules.
Le capteur est transféré avec précision
Dans un deuxième temps, le système peut être utilisé comme moyen de transport de molécules, le brin détecteur servant de cargaison moléculaire pouvant être transférée dans la vésicule. Grâce à une autre modification du système, les chercheurs ont pu contrôler avec précision le transfert de la cargaison.
Les vésicules lipidiques jouent un rôle clé dans de nombreux processus cellulaires, tels que le transport moléculaire et la transmission de signaux. La capacité de les détecter et de les manipuler est donc particulièrement intéressante pour des applications biotechnologiques telles que le développement de thérapies ciblées. L'approche présentée ici pourrait permettre de charger des nanoparticules lipidiques avec un nombre précisément défini de molécules dans des applications telles que les vaccins. "Notre système offre également des approches prometteuses pour la recherche biologique, lorsqu'il s'agit de mieux comprendre et contrôler les processus cellulaires au niveau moléculaire", explique M. Tinnefeld.
Changements de conformation contrôlables
Dans la seconde étude, récemment publiée dans la revue Nature Communications, une deuxième équipe dirigée par Tinnefeld et Yonggang Ke (Emory University, Atlanta, Georgia) présente une structure d'origami d'ADN qui subit un changement de conformation allostérique progressif lorsque certains brins d'ADN se lient. En utilisant des sondes FRET, les chercheurs ont pu suivre ce processus au niveau moléculaire et montrer comment les étapes de la réaction peuvent être contrôlées dans le temps. En outre, ils démontrent comment une cargaison d'ADN peut être libérée de manière ciblée au cours de ce processus, ce qui ouvre de nouvelles perspectives pour les cascades de réactions contrôlées.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Ece Büber, Renukka Yaadav, Tim Schröder, Henri G. Franquelim, Philip Tinnefeld; "DNA Origami Vesicle Sensors with Triggered Single‐Molecule Cargo Transfer"; Angewandte Chemie International Edition, 2024-9-9
Fiona Cole, Martina Pfeiffer, Dongfang Wang, Tim Schröder, Yonggang Ke, Philip Tinnefeld; "Controlled mechanochemical coupling of anti-junctions in DNA origami arrays"; Nature Communications, Volume 15, 2024-9-10
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