Nanotechnologie : biocapteurs flexibles de conception modulaire
Des chercheurs ont mis au point une stratégie qui permet d'adapter facilement les biocapteurs à un large éventail d'applications.
Les biocapteurs jouent un rôle clé dans la recherche médicale et le diagnostic. Toutefois, à l'heure actuelle, ils doivent généralement être développés spécialement pour chaque application. Une équipe dirigée par Philip Tinnefeld, chimiste à la LMU, a mis au point une stratégie générale et modulaire pour concevoir des capteurs qui peuvent être facilement adaptés à différentes molécules cibles et gammes de concentration. Comme l'indiquent les chercheurs dans la revue Nature Nanotechnology, leur nouveau capteur modulaire pourrait accélérer considérablement le développement de nouveaux outils de diagnostic pour la recherche.
Dr. Viktorija Glembockyt
© LMU
Le capteur utilise un échafaudage d'origami d'ADN, composé de deux bras reliés par une "charnière" moléculaire. Chaque bras est marqué d'un colorant fluorescent et la distance entre les marques est enregistrée au moyen du transfert d'énergie par résonance de fluorescence (FRET). À l'état fermé, les deux bras sont parallèles ; lorsque la structure s'ouvre, les bras se replient pour former un angle allant jusqu'à 90°. "En raison de ce changement de conformation important, le signal de fluorescence change également de manière substantielle", explique Viktorija Glembockyte, auteur principal de l'étude. "Cela permet de mesurer les signaux avec beaucoup plus de clarté et de précision que dans les systèmes présentant de petits changements de conformation.
Effets coopératifs
L'échafaudage en origami peut être équipé de sites d'ancrage pour diverses cibles biomoléculaires telles que des acides nucléiques, des anticorps et des protéines. L'ouverture ou la fermeture du capteur dépend de la liaison de la molécule cible respective à l'échafaudage d'origami. Le capteur peut donc être délibérément adapté et optimisé par l'utilisation de sites de liaison supplémentaires ou de brins d'ADN stabilisants. "Il est relativement facile de concevoir l'origami de telle sorte que plusieurs interactions moléculaires entre la molécule cible et le capteur soient sollicitées simultanément", explique M. Tinnefeld. "Ces liaisons multiples entraînent des effets coopératifs intéressants qui permettent de contrôler spécifiquement la sensibilité du capteur sans intervenir dans les interactions biomoléculaires elles-mêmes, c'est-à-dire la force avec laquelle la molécule cible s'arrime à son site de liaison. Cette flexibilité est un avantage majeur de notre système".
Les chercheurs prévoient d'optimiser davantage le capteur à l'avenir pour des applications biomédicales et autres. Un champ d'application possible pourrait être celui des capteurs qui surveillent divers paramètres et libèrent des agents actifs dans certaines conditions, explique M. Tinnefeld.
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
Lennart Grabenhorst, Martina Pfeiffer, Thea Schinkel, Mirjam Kümmerlin, Gereon A. Brüggenthies, Jasmin B. Maglic, Florian Selbach, Alexander T. Murr, Philip Tinnefeld, Viktorija Glembockyte; "Engineering modular and tunable single-molecule sensors by decoupling sensing from signal output"; Nature Nanotechnology, 2024-11-7
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