Depuis plus de 20 ans, Li-Qun « Andrew » Gu de l’Université du Missouri a développé une passion pour la résolution des problèmes des sciences de la vie en créant des outils de diagnostic sophistiqués à l’échelle nanométrique.
Récemment, Gu, professeur au département de génie chimique et biomédical et chercheur au Dalton Cardiovascular Research Center, et une équipe de chercheurs ont développé une nouvelle méthode utilisant des nanopores – un trou de taille nanométrique – pour aider les scientifiques à faire avancer leurs découvertes en neurosciences et autres. applications médicales. Dans le contexte, l’épaisseur d’une seule feuille de papier est d’environ 100 000 nanomètres.
« Les applications potentielles incluent l’étude des structures des maladies et troubles basés sur l’ADN et l’ARN, tels que le COVID-19, le VIH et certains types de cancers, pour voir comment fonctionnent les thérapies médicamenteuses. Ou nous pourrions potentiellement découvrir de nouveaux composés médicamenteux à petites molécules qui peuvent être utilisés dans de futures découvertes de médicaments », a déclaré Gu. « En outre, l’outil pourrait aider au développement de capteurs de neurotransmetteurs pour des études en neurochimie et en diagnostic de maladies neurodégénératives. »
La technique implique des aptamères, ou des simples brins de molécules d’ADN ou d’ARN qui se lient sélectivement à une cible spécifique. Cela permet aux chercheurs de savoir exactement ce qu’ils détectent avec les nanopores et d’étudier comment les molécules individuelles interagissent les unes avec les autres, a déclaré Kevin Gillis, co-auteur correspondant de l’étude.
Gillis, qui est professeur et président du département de génie chimique et biomédical et chercheur au Dalton Cardiovascular Research Center, a déclaré que l’interaction entre des molécules simples est détectée par de minuscules courants ioniques à travers un nanopore.
« Les nanopores peuvent détecter des molécules uniques car ils sont comme un amplificateur intégré – la liaison d’une seule molécule peut bloquer le flux de millions d’ions se déplaçant à travers le pore qui produit le courant mesuré et les changements de courant représentent les molécules individuelles se déplaçant ou liaison à l’intérieur des nanopores », a-t-il déclaré.
Gillis est étonné de voir à quel point des chercheurs innovants comme Gu trouvent encore de nouvelles façons d’exploiter les nanopores pour les aider à mieux comprendre les interactions moléculaires des petites molécules en utilisant la précision d’une seule molécule.
« Cette approche contribue à un domaine de recherche en plein essor appelé biologie synthétique, qui vise à reproduire les caractéristiques les plus importantes de la vie en reproduisant les fonctions biologiques les plus élémentaires sous forme synthétique », a déclaré Gillis. « Cela en fait l’une des approches les plus puissantes pour comprendre les principes de base de la vie. »
« Détection sans étiquette en temps réel des interactions dynamiques aptamère-petite molécule à l’aide d’un capteur conformationnel d’acide nucléique à nanopores », a été publié dans le Actes de l’Académie nationale des sciences.
Plus d’information:
Rugare G. Chingarande et al, Détection sans étiquette en temps réel des interactions dynamiques aptamère-petite molécule à l’aide d’un capteur conformationnel d’acide nucléique à nanopores, Actes de l’Académie nationale des sciences (2023). DOI : 10.1073/pnas.2108118120