Chloé Leroy Dans une découverte aux implications de grande envergure, des chercheurs de l’Université du Massachusetts à Amherst ont récemment annoncé dans les Actes de l’Académie nationale des sciences que des macromolécules chargées uniformément – ou des molécules, telles que des protéines ou de l’ADN, qui contiennent un grand nombre d’atomes tous avec la même charge électrique – peut s’auto-assembler en très grandes buildings. Cette découverte bouleverse notre compréhension de la façon dont certaines des structures de base de la vie sont construites.
Traditionnellement, les scientifiques ont compris les chaînes polymères chargées comme étant composées d’unités as well as petites et uniformément chargées. De telles chaînes. affichent des comportements prévisibles d’auto-organisation dans l’eau : elles se repoussent parce que des objets de demand similaire n’aiment pas être proches les uns des autres. Si vous ajoutez du sel à de l’eau contenant des polyélectrolytes, les molécules s’enroulent, vehicle la répulsion électrique des chaînes est masquée par le sel.
Cependant, “le jeu est très différent lorsque vous avez des dipôles”. professeur Wilmer D. Barrett en science et ingénierie des polymères à l’UMass Amherst et auteur principal de l’étude.
Alors que de nombreuses molécules ont une charge good ou négative, les dipôles ont les deux. Cela signifie que les polymères composés de dipôles se comportent très différemment des polyélectrolytes furthermore familiers, qui ont une charge électrique beneficial ou négative : ils se dilatent dans une resolution saline et peuvent former des réticulations avec d’autres chaînes de polymères dipolaires, ce qui conduit alors à la formation de buildings polymériques complexes.
Di Jia, qui a terminé cette recherche dans le cadre de sa development postdoctorale à l’UMass Amherst et est l’auteur principal de l’étude, déclare que “les dipôles peuvent faire en sorte que les polyélectrolytes se comportent davantage comme des polyzwitterions, qui présentent un” effet anti-polyélectrolyte “. Cet effet est également une caractéristique des polyzwitterions chimiques traditionnels, dont les dipôles sont constitués de liaisons chimiques. Par conséquent, pour le polyzwitterion physique dans des solutions diluées, la taille du polymère augmente avec l’augmentation de la force ionique, présentant une transition globule-bobine because of à l’intra -interactions dipolaires en chaîne.”
des systèmes d’administration de médicaments aux polymères de nouvelle génération. “Nous théorisons que ces forces dipolaires dans les macromolécules chargées jouent un rôle essential dans presque tous les processus d’assemblage biologiques, tels que la naissance spontanée d’organites sans membrane”, explique Muthukumar.
De as well as, ces polymères composés de dipôles présentent un état « intermédiaire ». À l’état mésomorphe, les polymères ne sont ni largement dispersés ni étroitement enroulés.
“L’importance de la découverte que les dipôles pilotent l’assemblage des polymères est immense”, déclare Muthukumar, “automobile elle jette un nouvel éclairage sur l’un des mystères fondamentaux des processus de la vie”, ou remark les matériaux biologiques savent s’auto-assembler en éléments cohérents, ouvrages stables. “La théorie modify le paradigme de la façon dont nous pensons à ces systèmes et achieved en évidence le rôle non reconnu que jouent les dipôles dans l’auto-assemblage des matériaux biologiques.”
