Cette recherche a été publiée dans le Journal of the American Chemical Modern society.
La capacité distinctive des séquences d’ADN complémentaires à reconnaître et à s’assembler en duplex constitue le mécanisme biochimique par lequel les gènes sont lus et copiés. Les règles de formation duplex (également appelées hybridation) sont simples et invariables, ce qui les rend également prévisibles et programmables. La programmation de l’hybridation de l’ADN permet d’assembler des gènes synthétiques et de construire des nanostructures à grande échelle. Ce processus repose toujours sur une parfaite complémentarité des séquences. L’instabilité de la programmation élargit considérablement notre capacité à manipuler la framework moléculaire et a des apps dans le domaine de la thérapeutique de l’ADN et de l’ARN. Dans cette nouvelle étude, des chercheurs de l’Institut de chimie inorganique de l’Université de Vienne ont montré qu’une hybridation contrôlée peut aboutir à la création de 16 tens of millions de couleurs et reproduire avec précision n’importe quelle image numérique au format ADN.
Une toile de la taille d’un ongle
Pour créer de la couleur, différents petits brins d’ADN liés à des molécules fluorescentes (marqueurs) pouvant émettre une couleur rouge, verte ou bleue sont hybridés à un extensive brin d’ADN complémentaire à la surface area. Pour faire varier l’intensité de chaque couleur, la stabilité du duplex est réduite en supprimant soigneusement les bases du brin d’ADN à des positions prédéfinies le extended de la séquence. Une stabilité moindre entraîne une nuance de couleur as well as foncée, et le réglage fin de cette stabilité entraîne la création de 256 nuances pour tous les canaux de couleur. Toutes les nuances peuvent être mélangées et assorties au sein d’un seul duplex d’ADN, générant ainsi 16 tens of millions de combinaisons et correspondant à la complexité des couleurs des photographs numériques modernes. Pour atteindre ce niveau de précision dans la conversion de l’ADN en couleur, plus de 45 000 séquences d’ADN uniques ont dû être synthétisées.
« Essentiellement, notre floor de synthèse devient une toile sur laquelle peindre des molécules d’ADN à l’échelle micrométrique », explique Jory Lietard, PI à l’Institut de chimie inorganique.
La résolution est actuellement limitée au XGA, mais le processus de copy est relevant à la résolution d’image 1080p, ainsi qu’à la résolution d’image potentiellement 4K. « Au-delà de l’imagerie, un code couleur de l’ADN pourrait avoir des purposes très utiles dans le stockage de données sur l’ADN », explique Tadija Keki?, doctorante dans le groupe de Jory Lietard. Comme en témoigne le prix Nobel 2023 attribué au développement des details quantiques, la chimie des couleurs a de beaux jours devant elle.
Ce travail a été soutenu financièrement par le Fonds scientifique autrichien (projets FWF I4923, P34284, P36203 et TAI687).
