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Une nanoantenne pour surveiller les mouvements des protéines

La nanoantenne à base d’ADN.

Le dispositif aidera les scientifiques à créer de nouveaux médicaments.

Photo : Monney Medical Media / Caitlin Monney

Radio-Canada

Une antenne à base d’ADN qui permet de surveiller les mouvements des protéines a été mise au point par des scientifiques québécois associés à l’Université de Montréal.

Le dispositif de 5 nanomètres de long représente une nouvelle façon de suivre les changements structurels des protéines au fil du temps.

Les résultats sont si emballants que nous travaillons actuellement à mettre sur pied une entreprise afin de commercialiser cette nanoantenne et de la rendre accessible au plus grand nombre de chercheurs possible, explique dans un communiqué Alexis Vallée-Bélisle, professeur de chimie à l'UdeM et auteur principal de l'étude publiée dans la revue Nature Methods (Nouvelle fenêtre) (en anglais).

Inspirés par les propriétés de type LEGO de l'ADN, dont les blocs de construction sont généralement 20 000 fois plus petits qu'un cheveu humain, nous avons créé une nanoantenne fluorescente fabriquée avec de l'ADN qui peut aider à définir avec précision la fonction des protéines, poursuit le Pr Vallée-Bélisle.

Un premier synthétiseur d'ADN qui permet de concevoir des molécules codant l'information génétique a été créé il y a plus de 40 ans. Or, dans les dernières années, des chimistes ont réalisé que l'ADN pouvait aussi être utilisé pour mettre au point des nanostructures et des nanomachines.

Comme une radio bidirectionnelle

À l’image d’une radio bidirectionnelle qui peut à la fois recevoir et émettre des ondes radio, la nanoantenne fluorescente reçoit la lumière sous la forme d’une couleur ou longueur d'onde et, selon le mouvement de la protéine qu'elle détecte, elle renvoie la lumière dans une autre couleur, que les chercheurs peuvent distinguer.

La partie réceptrice de l'antenne peut également être utilisée pour repérer la surface moléculaire de la protéine étudiée par une interaction moléculaire, notent les chercheurs.

Le doctorant Scott Harroun, premier auteur de l'étude, explique que la chimie de l'ADN est relativement simple et programmable, ce qui est un avantage pour la conception des nanoantennes à base d'ADN qui peuvent être synthétisées avec différentes longueurs et flexibilités pour optimiser leur efficacité.

« On peut facilement attacher une molécule fluorescente à l'ADN, puis fixer cette nanoantenne fluorescente à une nanomachine biologique, comme une enzyme [qui est une sorte de catalyseur à l’échelle nanométrique]. »

— Une citation de  Scott Harroun

Un outil prometteur

La mise au point de telles antennes permet d’espérer de nombreuses percées en biochimie et en nanotechnologie.

« Par exemple, nous avons pu détecter, en temps réel et pour la première fois, la fonction de l'enzyme phosphatase alcaline avec une variété de molécules biologiques et de médicaments. »

— Une citation de  Scott Harroun

L’enzyme phosphatase alcaline est associée à de nombreuses maladies, dont plusieurs cancers et certaines inflammations intestinales.

La création québécoise pourra donc servir à mieux cerner le fonctionnement des protéines, et éventuellement à permettre la création de nouveaux médicaments.

Ce qui nous enthousiasme le plus, c'est de réaliser que de nombreux laboratoires dans le monde équipés de spectrofluoromètres classiques pourraient facilement utiliser ces nanoantennes, se réjouit le Pr Vallée-Bélisle.

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