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Vous avez dit bio-nano-ingénierie ?

Industrie et Technologies
Paris, le 15 décembre. L’Institut Curie a réuni quelques uns des meilleurs experts mondiaux sur l’utilisation des mécanismes biologiques pour la construction de nanosystèmes inédits. L’électronique et le bio

La nano-bio-ingénierie consiste à utiliser ou s’inspirer de mécanismes du vivant pour imaginer et réaliser des nanodispositifs. Cette discipline émergente ouvre des horizons nouveaux à des marchés exigeants comme l’électronique, la photonique ou le diagnostic biologique ou médical.

Chercheur au Massachusetts Institute of Technology, Shuguang Zhang faisait le point sur son approche « bottom up » pour la fabrication de nouveaux matériaux en utilisant des motifs peptidiques. « Cette approche nécessite une connaissance profonde des « blocs moléculaires » individuels, de leur structure, de leurs propriétés d’assemblage et leur comportement dynamique.

Deux éléments sont fondamentaux dans la fabrication de matériaux moléculaires : la complémentarité chimique et compatibilité structurelle ». Les recherches du MIT sur l’utilisation de peptides comme blocs moléculaires ont notamment conduit à la réalisation de structures de nanofibres peptidiques applicables dans le domaine de l’ingénierie tissulaire. Des assemblages prototypes utilisant des algorithmes spécifiques ont été réalisés par l’équipe américaine.

A l’université allemande de la Ruhr, Günter von Kiedrowski travaille sur les quration d’auto-réplication et de nanoconstruction. Son équipe travaille plus précisément sur la synthèse de tri-oligonucléotides et leur utilisation pour la construction non covalente de nano-objets. De tels objets tétrahédriques ont été construit à partir de ces tri-oligonucléotides portant chacun trois séquences définies individuelles.

Le potentiel de ce principe de construction tridimensionnelle pourrait, selon le chercheur allemand, déboucher sous forme de sondes reconnaissant de structures particulières (les épitopes, capables de se combiner à une seule molécule d’anticorps) présentes à la surface de cellules biologiques.

Au Laboratoire d’électronique moléculaire du CEA à Saclay, Arianna Filoramo développe des méthodes basées sur l’ADN pour le secteur de la nanoélectronique. « Le principe est d’utiliser les brins d’ADN comme échafaudage et leurs propriétés de reconnaissance spécifique pour réaliser des assemblages ». Ses travaux sont notamment consacrés à la fonctionnalisation de nanotubes de carbone par l’ADN et à la réalisation de circuits basés sur de l’ADN métallisé.

Erik Dujardin, chercheur du groupe nanosciences au CEMES-CNRS à Toulouse, travaille quant à lui sur des virus comme outils pour la synthèse de nanostructures. Le virus de la mosaïque du tabac pourrait par exemple être utilisé comme matrice pour la construction de nanofils dont la métallisation donnerait accès à des nanocircuits métalliques.

A l’université technique de Munich, Thomas Scheibel et ses collègues exploitent des protéines de fibres naturelles comme blocs constitutifs de nouveaux nanomatériaux. «Nous cherchons à apprendre le plus possible sur des protéines comme celles de la soie des araignées. Ensuite, par ingénierie inverse, nous tentons de concevoir des protéines pour créer des fibres aux propriétés particulières.'

 De telles fibres pourraient ensuite s’appliquer à la reconstruction du système vasculaire ou à la production de sutures hémostatiques (favorisant la coagulation sanguine).

Le chercheur mense aussi à des applications en électronique sous forme de fibres de protéines. Telles qu’elles, elles pourraient jouer le rôle d’isolant ; revêtues d’un métal, elles présenteraient au contraire des propriétés électriques.

Michel Le Toullec

Pour en savoir plus
-Institut Curie : www.curie.fr/
-Massachusetts Institute of Technology : http://web.edu/lms/wwwl
-Université de la Ruhr: www.ruhr-uni-bochum.de/
-CEA à Saclay : www.cea.fr/fr/thema/centres/saclay.htm
-CEMES-CNRS : www.cemes.fr/
-Université technique de Munich : www.tum.de/


 

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