Construire des pistolets Nerf à partir de briques ADN

Pendant de nombreuses années, les scientifiques ont utilisé l’ADN pour manipuler le code génétique dans un contexte biologique. Cependant, il s’est avéré que l’ADN avait une autre utilité intéressante : celle de servir de matériau pour la construction à l’échelle nanométrique. C’est cette caractéristique qui a attiré l’attention de Mark Rober, un ancien ingénieur de la NASA devenu YouTuber. Récemment, il s’est associé au biophysicien Pallav Kosuri de l’Institut Salk pour créer un pistolet Nerf microscopique en utilisant de l’ADN.

Pallav Kosuri utilise l’origami de l’ADN pour étudier comment les mouvements donnent naissance à une fonction biologique, de la molécule à l’organe. Pour ce projet particulier, Rober et Kosuri ont manipulé l’ADN pour créer une version du pistolet Nerf qui était trois millions de fois plus petite que l’original. Leur étude, publiée sur la préimpression bioRxiv, ouvre la voie au développement de nanotechnologies complexes.

L’origami de l’ADN est une technique qui exploite l’auto-assemblage de l’ADN. Elle implique l’utilisation d’un échafaudage d’ADN simple brin avec une séquence connue, mélangé à des brins courts et complémentaires qui se lient à différents endroits pour former des structures prédéfinies. Cette technique permet de construire des objets à partir de l’ADN de la même manière qu’un charpentier utilise le bois pour construire une maison ou une table.

Pour créer le pistolet Nerf, Kosuri et son équipe ont utilisé un logiciel de conception d’origami de l’ADN couramment utilisé. Ils ont développé plusieurs prototypes pour affiner les proportions et obtenir une réplique précise du modèle Maverick Rev-6 Nerf. En utilisant le protocole de Rothemund, ils ont créé un modèle qui a servi de guide pour la construction du pistolet. Ils ont ensuite retiré certaines séquences pour obtenir la forme finale du pistolet.

Une fois le modèle construit, ils l’ont plié et l’ont séparé des brins d’ADN mal pliés. Pour s’assurer que le pliage était réussi, ils ont utilisé des techniques d’électrophorèse sur gel d’agarose pour purifier les structures correctement auto-assemblées. Ils ont également utilisé la microscopie à force atomique pour caractériser les dimensions attendues. Ils ont ainsi confirmé que la structure finale mesurait 100 nm de long, 2 nm d’épaisseur et avait un canon de 35 nm de large. Ils ont nommé cette création le NanoNERF.

Les chercheurs ont commencé à utiliser l’origami de l’ADN pour piéger les virus et comme véhicule pour la transmission des gènes aux cellules. Kosuri estime que cette technique pourrait ouvrir la voie à des nanotechnologies plus avancées, en permettant de concevoir des dispositifs à partir de zéro et de choisir leurs propriétés souhaitées.

Ce projet a suscité beaucoup d’enthousiasme et d’intérêt, et il est également perçu comme un moyen de stimuler l’imagination des enfants et de les encourager à se lancer dans l’ingénierie moléculaire. L’utilisation de l’ADN comme matériau de construction ouvre de nombreuses possibilités dans le domaine de la recherche biologique et des nanotechnologies.
Source : https://www.the-scientist.com/news/building-nerf-gun-blasters-from-dna-bricks-71586