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Un pas de plus vers la nano-usine

Ludovic Fery

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Un pas de plus vers la nano-usine

Le canevas moléculaire sur lequel se déplace le moteur des chercheurs

© Dr. Hiroshi Sugiyama - Nature Nanotechnology 2011

Des chercheurs japonais ont créé un canevas où des moteurs biologiques se déplacent de façon automatisée le long d'un brin d'ADN. Une étape cruciale vers le développement de chaînes d'assemblage moléculaire.

Cent nanomètres parcourus en vingt minutes, ce n’est pas encore le TGV, mais c’est un record à l’échelle moléculaire ! Le moteur mis au point au Japon à l’Institute for Integrated Cell-Material Sciences de Kyoto rivalise ainsi avec un système de nano robots produit il y a quelques mois.

Pratiquement, le système d'Hiroshi Sugiyama et de Masayuki Endo est une sorte de train moléculaire. Le convoi consiste en une boîte rectangulaire assemblée par des techniques d’origami ADN. Le circuit s’apparente à un rail où les échelons sont des brins d’ADN complémentaires à la séquence du moteur. La progression se fait de brin en brin grâce à l'action d'un enzyme. En coupant un brin, il libère le moteur qui vient s'attacher sur l'échelon suivant encore intact.



                    Saut de brin d'ADN qui permet de faire avancer le train moléculaire


Les bioingénieurs ont observé en temps réel le déplacement d’un moteur unique le long du rail moléculaire grâce à un microscope à force atomique. Pour l’instant, il se déplace à vitesse constante. Mais il est aussi possible de moduler sa vitesse en faisant varier la distance séparant deux échelons. Des circuits plus complexes pourraient également voir le jour, par exemple avec des intersections que le convoi choisirait ou non d’emprunter selon les instructions programmées dans le moteur ou le circuit.

En fait, les chercheurs de l’Institute for Integrated Cell-Material Sciences visent un des Graals de la nanobiotechnologie : la réalisation d’une ligne d’assemblage moléculaire autonome. Une telle chaîne pourrait assembler de façon ultra-précise des biomolécules ou encore mieux délivrer certains médicaments.

Ludovic Fery

Pour en savoir plus : http://www.icems.kyoto-u.ac.jp/

 

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