Des "NANO-ARAIGNEES" CAPABLES DE decouper vos brins d'ADN

MISE AU POINT DE "NANO-ARAIGNEES" CAPABLES DE SE MOUVOIR SUR UN CIRCUIT D'ADN

LES NANOSCIENCES VIENNENT DE SE DOTER DE LEUR PREMIER PROTOTYPE DE ROBOT. Une équipe constituée de chercheurs de l'Université de Colombia, de l'Université d'Etat d'Arizona, de l'Université du Michigan et de l'Institut de Technologie de Californie (Caltech) a en effet synthétisé, "programmé" et observé un assemblage biologique complexe de 4 NANOMETRES DE DIAMETRE, présentant les principales caractéristiques des robots produits à l'échelle macroscopique. CET ASSEMBLAGE EST AINSI CAPABLE D'ANALYSER SON ENVIRONNEMENT, DE DETERMINER UNE MARCHE A SUIVRE EN FONCTION DES RESULTATS DE CETTE ANALYSE ET ENFIN D'AGIR EN SUIVANT CE PLAN.

L'assemblage comprend un élément central constitué d'une protéine appelée streptavidine, qui possède quatre emplacements, symétriquement répartis, qui lui permettent de se lier avec une haute affinité à une autre protéine appelée biotine. La streptavidine constitue le "corps" du robot sur lequel viennent se greffer quatre "pattes" constituées chacune d'un brin d'ADN portant une molécule de biotine afin d'assurer la jonction.

TROIS DE CES PATTES SONT CONSTITUEES D'ADN ENZYMATIQUE, QUI PEUVENT SE LIER ET COUPER DE L'ADN AU NIVEAU DE SEQUENCES PARTICULIERES. La quatrième sert à ancrer le robot à son point de départ. Afin de tester le robot, les chercheurs ont mis au point un circuit d'ADN en utilisant la technique de repliement de l'ADN mis au point par Paul Rothemund à Caltech en 2006 (voir BE Etats-Unis 28, "Pliage et auto-assemblage de l'ADN pour créer des nanostructures" [1]). Ceci leur a permis de créer un support plan, d'environ 100 nanomètres de côté et 2 nanomètres d'épaisseur, sur lequel faire évoluer ce robot. En utilisant les dernières avancées du Pr. Rothemund en matière de construction de NANO-ECHAFFAUDAGES D'ADN (voir BE Etats-Unis 198, "Origami d'ADN et nano-échaffaudages" [2]) il leur a alors été possible de créer une piste sur le support, en positionnant avec précision des brins d'ADN perpendiculairement à la surface. CHACUN DE CES REPERES PEUT ETRE RECONNU, HYBRIDE ET SECTIONNE PAR L'UNE DES PATTES DU ROBOT.

Une fois le repère identifié et sectionné, il est relâché dans le milieu, libérant ainsi la patte du robot, qui est dès lors libre de chercher un nouveau substrat. De proche en proche, les repères indiquent ainsi avec précision au robot ce qu'il doit faire (commencer son déplacement, avancer, tourner, s'arrêter) et constituent ainsi l'équivalent des commandes envoyées à un robot standard.

Ce modèle de robot a été mis au point il y a plusieurs années déjà par Milan Stojanovic à l'Université de Columbia, mais, en l'absence de repères définis, le mouvement du robot était alors aléatoire et plus réduit (seulement 3 "pas" contre une centaine pour le modèle développé actuellement). Bien que le concept soit dans une phase très précoce de son développement, il serait à terme possible de créer des systèmes thérapeutiques tels que des NANO-ROBOTS PARCOURANT LA SURFACE DES CELLULES ET PRENANT OU NON LA DECISION D'INJECTER LEUR CHARGE EN FONCTION DE LA PRESENCE DE MARQUEURS SPECIFIQUES témoignant du développement d'une maladie. Une autre utilisation pourrait être l'assemblage de molécules complexes, mimant les chaînes de montage automatisées à l'échelle macroscopique. Il leur serait également possible de s'assembler pour réaliser des tâches plus complexes. Le principal avantage de tels agents est qu'UNE FOIS PROGRAMMES, ILS SONT CAPABLES D'EFFECTUER LEUR TACHE DE FAÇON AUTONOME ET NE NECESSITENT DONC PLUS D'INTERVENTION HUMAINE.



- Article dans Nature (abonnement requis pour accéder à l'article intégral) : http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7295/full/465167a.html
Spiders at the Nanoscale : Molecules that behave like robots, Kathi Svitil, Caltech Newsroom, 12 Mai 2010, http://media.caltech.edu/press_releases/13345