Les scientifiques issus de l'Inserm, du CNRS et de l'Université de Montpellier ont créé un nano-robot à partir d'ADN. Ce dernier peut permettre d'approfondir, l'étude des forces mécaniques interviennent, au niveau microscopique.
Construire un nano-robot à base d'ADN puis l'utiliser pour observer les mécanismes cellulaires imperceptibles à l'œil nu semble être une œuvre de science-fiction. Or, un robot conçu pour une utilisation in vivo et in vitro des forces de piconewton permet de répondre à une exigence importante des scientifiques. En outre, il représente un progrès technologique majeur. La présente étude est publiée dans Nature Communication.
Un nano-robot à base d'ADN : la mécanosensibilité des cellules
Les forces mécaniques que subissent nos cellules sont exercées à un niveau microscopique. Celles-ci génèrent des signaux organiques qui jouent un rôle essentiel dans les processus de fonctionnement de l'organisme.
Diverses maladies sont associées à un dérèglement de la mécanosensibilité des cellules. En effet, lorsque les cellules infectées se propagent dans l'organisme, elles évoluent pour s'adapter aux conditions des microenvironnement. Une telle adaptation ne peut être possible que si certaines forces sont perçues par les mécanorécepteurs. En fait, ces derniers communiquent l'information au système cytosquelettique de la cellule.
Actuellement la connaissance des mécanismes impliqués dans ce phénomène reste limitée. Pour cette raison, le groupe de chercheurs mené par Gaëtan Bellot a utilisé une autre méthode, dite de l'origami d'ADN.
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Origami d'ADN : Qu'est ce que c'est ?
L'origami ADN est une méthode permettant d'auto-assembler en 3D des nanostructures. Celles-ci peuvent prendre une forme prédéterminée en se servant des molécules d'ADN pour le construire. Elle a contribué à faire progresser considérablement le secteur des nanotechnologies.
Les scientifiques de l'Inserm ont exploité cette approche pour élaborer un « nano-robot » constitué de 3 structures en origami d'ADN. Celui-ci est de la même taille que les cellules humaines. Pour la toute première fois, le nano-robot peut contrôler et appliquer une force équivalente à un piconewton, autrement dit un trillionième de Newton. Pour rappel, un Newton correspond à la puissance du clic du doigt sur un crayon.
C'est la première fois qu'un objet fabriqué par les humains et auto-assemblé à partir d'ADN peut exercer une certaine force avec un tel degré de précision. L'équipe de chercheurs a jumelé le robot avec une molécule capable de reconnaître les mécanorécepteurs. Ainsi, il a été possible de guider le robot jusqu'à une partie des cellules. Par ailleurs, ces chercheurs sont parvenus à exercer une force spécifique sur certains mécanorécepteurs localisés au niveau de la paroi des cellules pour les stimuler.
Cet outil se révèle très utile pour les besoins de la recherche de base. Grâce à lui, les experts peuvent mieux appréhender les aspects moléculaires liés à la mécanosensibilité des cellules et découvrir ainsi de nouveaux capteurs cellulaires qui réagissent aux contraintes mécaniques.
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