Le professeur agrégé de physique du City College de New York, Ronald Koder, et son équipe du Koder Lab font progresser le domaine de la détection moléculaire en développant les premières protéines capables de détecter un agent neurotoxique mortel appelé VX en temps réel et sans faux positifs des insecticides.
Le VX est classé comme une neurotoxine et un agent de guerre chimique incroyablement mortel qui a été utilisé dans des assassinats par certains pays. Il peut causer des lésions cérébrales permanentes chez ceux qui survivent à l’exposition.
Ces résultats potentiellement vitaux sont publiés dans l’édition de juillet 2022 de Avancées scientifiques, avec le membre du laboratoire Jim McCann en tant qu’auteur principal de l’article. Il décrit la conception de deux protéines qui détectent la neurotoxine en changeant leur forme en présence de VX.
En collaboration avec Douglas Pike et Vikas Nanda de l’Université Rutgers, l’équipe du CCNY a utilisé un programme de conception de protéines appelé ProtCAD pour concevoir 20 protéines différentes. Selon Koder, le code informatique était nouveau et ne ressemblait à rien de ce avec quoi l’équipe avait travaillé auparavant, il a donc été un peu surprenant que deux de leurs conceptions de protéines fonctionnent assez rapidement.
« Avoir la première chose que nous avons essayée avec une petite molécule fonctionnait vraiment bien », a déclaré Koder. « En cette absence de VX, toutes les charges négatives se repoussent, puis la protéine se déploie. Et elle s’étend vraiment, presque comme un bâton. Lorsque la protéine se lie à VX, elle s’enroule tout autour de la molécule, devenant beaucoup plus compacte. »
Les détecteurs précédents pour ce type de molécule produisaient souvent de faux positifs à partir de produits chimiques comme les insecticides. Cette nouvelle conception peut aider à prévenir ces résultats trompeurs, en balayant toute la surface moléculaire jusqu’au cent millionième de centimètre.
« Nous obtenons cette spécificité remarquable parce que nous établissons un contact avec la molécule entière », a déclaré Koder.
Ce travail s’ajoute à un domaine en évolution rapide de la technologie de biodétection utilisée pour détecter la présence de molécules incroyablement petites appelées biomarqueurs.
James J. McCann et al, Conception informatique d’une protéine capteur sensible et sélective à changement de phase pour l’agent neurotoxique VX, Avancées scientifiques (2022). DOI : 10.1126/sciadv.abh3421