La nature et les édifices biomoléculaires qui la constituent, tels que l’ADN, les protéines, les lipides ou encore les sucres…, sont une source d’inspiration pour les nano-(bio)technologies pour le développement d’architectures auto-assemblées précises et fonctionnelles. Ainsi l’ADN (Acide DésoxyriboNucléique), qui possède des propriétés structurales et dynamiques intrinsèques originales et modulables, peut être utilisé comme « brique » pour la construction ou le positionnement d’objets à l’échelle nanométrique.
En utilisant des méthodes d’ingénierie chimique et biologique des Acides Nucléiques et la possibilité de fonctionnaliser ces derniers par des molécules organiques, les chercheurs du CEA (INAC et IRAMIS), en collaboration avec leurs collègues du CNRS, ont développé des architectures hybrides à base d’ADN et de porphyrines. La conjugaison des molécules de porphyrines, solubles en milieu apolaire, avec les fragments d’ADN hydrosolubles a été réalisée en utilisant la réaction de cycloaddition de Huigsen catalysée par le cuivre (« click chemistry »). Les briques biomoléculaires originales ainsi développées ont été utilisées pour réaliser des auto-assemblages 2D précis de nanoparticules d’or.
Des travaux sont actuellement poursuivis pour développer des architectures bio-hybrides de taille et de complexité supérieures, et leur intégration au sein de diapositifs pour la nanoélectronique (partenariat DSM-DRT dans le cadre du programme Phare « A3DN »).
Contacts CEA : Stéphane Campidelli (DSM/Iramis) & Didier Gasparutto (DSM/Inac)
Collaboration : CEA-Iramis & CEA-Inac, et Institut Gustave Roussy (Villejuif) et CNRS-ICSN (Gif/Yvette)
Financement : Programme « Chimtronique/Nanosciences » du CEA ; Programme phare transverse « A3DN » du CEA et ANR-09-NANO-005-01 (projet f-DNA).
Référence :
Synthesis of a multibranched porphyrin-oligonucleotide scaffold for the construction of DNA-based nano-architectures,
G. Clavé, G. Chatelain, A. Filoramo, D. Gasparutto, C. Saint-Pierre, E. Le Cam, O. Piétrement, V. Guérineau and S. Campidelli, Organic & Biomolecular Chemistry, 12 (2014) 2778.
