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Une équipe de scientifiques américains a développé un nouveau programme open-source capable de générer des sculptures nanométriques complexes à base d’ADN à partir de dessins ou de modèles numériques.
Le programme DNAxiS
L’ADN est une molécule incroyablement polyvalente. Renfermant le code génétique d’un organisme, celle-ci se révèle particulièrement flexible (elle peut se plier, se froisser et se courber pour s’adapter aux cellules), ce qui la rend particulièrement adaptée à la création de structures complexes à l’échelle nanométrique.
Ces dernières années, divers groupes de recherche ont exploré cette possibilité, en créant notamment des nanomoteurs électriques capables d’alimenter de minuscules robots, ainsi que la plus petite antenne au monde, ouvrant la voie à une meilleure compréhension de l’influence des dysfonctionnements des protéines dans l’apparition de certaines maladies.
Dans le cadre de travaux publiés dans la revue Science Advance, des chercheurs de l’université Duke et de l’université d’État d’Arizona ont codé un logiciel appelé DNAxiS, permettant à l’utilisateur de générer des objets complexes à partir de longs brins d’ADN, pouvant être enroulés en cercles concentriques pour former des surfaces arrondies, et de séquences d’ADN plus courtes, jouant le rôle de structures de soutien et assurant la rigidité de l’objet final.
« Les utilisateurs peuvent importer des dessins ou des modèles en 3D dans DNAxiS, dont les algorithmes se chargeront de déterminer la meilleure façon de les recréer à partir de brins d’ADN longs et courts », expliquent les auteurs de l’étude. « Ces derniers vont ensuite être synthétisés, mélangés, chauffés et refroidis, ce qui leur permettra de s’auto-assembler selon la forme souhaitée en 12 heures seulement. »
Un vaste éventail d’objets nanométriques
Les différentes expériences réalisées par l’équipe ont montré que le programme DNAxiS pouvait être utilisé pour créer un vaste éventail de structures de quelques nanomètres aux formes arrondies, telles que des vases, des pots, des bols, des sphères, des champignons, des cônes, des gourdes et même des feuilles de trèfle.
Selon l’équipe de recherche, à terme, une telle approche pourrait être utilisée pour fabriquer toute une série d’engins à l’échelle nanométrique, capables d’évoluer en toute sécurité au sein du corps humain et de délivrer des composés médicamenteux de façon très ciblée.