Des scientifiques utilisent la nanotechnologie pour créer un robot à partir d’ADN humain

Des Scientifiques Utilisent La Nanotechnologie Pour Créer Un Robot à

Cela ressemble à de la science-fiction, mais c’est réel : une équipe de chercheurs français a développé un robot basé sur la nanotechnologie à partir d’ADN humain. Un article décrivant l’étude a été publié ce jeudi (28) dans Communication Nature.

Des scientifiques utilisent la nanotechnologie pour creer un robot a
Un robot à l’échelle nanométrique fabriqué à partir d’ADN humain peut aider à étudier les processus biologiques et pathologiques dans l’organisme. Image : Sergueï Nivens –

Selon les auteurs, le « nanorobot » devrait permettre une étude plus approfondie des forces mécaniques appliquées à des niveaux microscopiques, cruciaux pour de nombreux processus biologiques et pathologiques.

Notre organisme est soumis à des forces mécaniques exercées à l’échelle microscopique, déclenchant des signaux biologiques fondamentaux pour de nombreux processus cellulaires impliqués dans son fonctionnement normal ou dans le développement de maladies.

La sensation du toucher, par exemple, est conditionnée, en partie, à l’application de forces mécaniques à des récepteurs cellulaires spécifiques. Connus sous le nom de mécanorécepteurs, ils permettent la régulation d’autres processus biologiques essentiels, tels que la constriction des vaisseaux sanguins, la perception de la douleur, la respiration, la détection des ondes sonores dans l’oreille, entre autres.

Comme expliqué sur le site Physique, le dysfonctionnement de cette sensibilité cellulaire est impliqué dans de nombreuses maladies, comme le cancer par exemple. Les cellules cancéreuses transitent dans le corps, s’adaptant aux propriétés mécaniques de leur microenvironnement. Une telle adaptation n’est possible que parce que des forces spécifiques sont détectées par des mécanorécepteurs qui transmettent l’information au cytosquelette cellulaire.

1659028148 949 Des scientifiques utilisent la nanotechnologie pour creer un robot a

Illustration schématique de la stratégie d’assemblage de robots millimétriques basée sur l’ADN. Les domaines d’ADN double brin sont représentés par des cylindres et sont conditionnés dans un réseau en nid d’abeille. Le dispositif se compose de deux origamis ADN sur un buffet. Image : Mills A., Aissaoui, N., Maurel, D. et al.

Plusieurs technologies sont déjà disponibles pour appliquer des forces contrôlées et étudier ces mécanismes, cependant, elles présentent une série de limitations, à commencer par le fait qu’elles sont très coûteuses. De plus, ces techniques ne nous permettent pas d’étudier une grande variété de récepteurs cellulaires à la fois, ce qui rend la collecte de données très chronophage.

Pour proposer une alternative, des scientifiques menés par le chercheur Gaëtan Bellot, de l’Institut national de la santé et de la recherche médicale (Inserm), seul organisme gouvernemental exclusivement dédié à la recherche biologique, médicale et de santé publique en France, ont décidé d’utiliser la méthode de l’origami ADN.

Cette méthode a été créée en 2006 par le chercheur Paul Rothemund et consiste à utiliser plusieurs brins simples d’ADN qui servent de base à d’autres brins de matériel génétique qui se lient entre eux comme des homologues. Les séquences d’ADN sont sélectionnées de manière à ce que les brins et les plis attachés créent les structures souhaitées dans un processus d’auto-assemblage. Au cours des dix dernières années, la technique a permis de grandes avancées dans le domaine des nanotechnologies.

Le robot a des avantages, mais est sujet aux réactions du corps

Les chercheurs français ont pu concevoir un robot à l’échelle nanoscopique – donc compatible avec la taille d’une cellule humaine – composé de trois structures d’ADN en origami.

Ainsi, pour la première fois, il devient possible d’appliquer et de contrôler une force avec une résolution de 1 piconewton – c’est-à-dire un trillion de Newton (1 Newton étant égal à 0,102 kg) C’est la première fois qu’un objet auto-assemblé basé sur l’ADN humain peut appliquer une force avec une telle précision.

L’équipe a couplé le nanorobot à une molécule, permettant de diriger le dispositif vers certaines cellules et d’appliquer des forces spécifiquement sur des mécanorécepteurs situés à la surface de ces cellules, dans le but de les activer.

Un tel outil est très précieux pour la recherche fondamentale, car il pourrait être utilisé pour mieux comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans la mécanosensibilité cellulaire et découvrir de nouveaux récepteurs cellulaires sensibles aux forces mécaniques.

« La conception d’un robot qui permet l’application in vitro et in vivo des forces du piconewton répond à une demande croissante de la communauté scientifique et représente une avancée technologique majeure. dit Bellot, reconnaissant toutefois que le projet est également voué à l’échec. « La biocompatibilité du robot peut être considérée comme un avantage pour les applications in vivomais aussi une faiblesse avec une sensibilité aux enzymes qui peuvent dégrader l’ADN.

Il a révélé que la prochaine étape de l’équipe sera d’étudier comment modifier la surface du robot afin qu’il soit moins sensible à l’action des enzymes. « Nous essaierons également de trouver d’autres moyens d’activer notre robot en utilisant, par exemple, un champ magnétique. »

Avez-vous regardé nos nouvelles vidéos sur Youtube? Abonnez-vous à notre chaîne !