Avec DNA Origami, ces scientifiques fournissent le meilleur emballage pour les protéines virales

Jul 31, 2023

Santé - Les structures « ADN origami » ne mesurent que quelques dizaines de nanomètres et sont entièrement constituées d’ADN. Les protéines virales peuvent s'y attacher.

Pour transporter correctement les médicaments dans l’organisme, il faut un bon emballage. Les enveloppes protéiques des virus peuvent le faire, mais les propriétés génétiques du virus déterminent principalement leur forme. C'est pourquoi les chercheurs ont développé des techniques pour contrôler la forme et la taille de ces nanoemballages afin qu'ils obtiennent la forme souhaitée. Une sorte d’origami avec de l’ADN, en d’autres termes.

Ces travaux de haute technologie ont été réalisés conjointement à l'Université d'Aalto (Finlande) avec des chercheurs de l'Université d'Helsinki (Finlande), de l'Université Griffith (Australie), de l'Université de Tampere (Finlande) et de l'Université de Twente (Pays-Bas). Les chercheurs ont réussi à reprogrammer les enveloppes protéiques des virus végétaux sous différentes formes. Ils ont replié l’ADN à l’échelle nanométrique pour servir de moule autour duquel se sont formées les gaines protéiques. Ils ont publié leurs résultats dans la revue scientifique Nature Nanotechnology.

Les chercheurs ont utilisé des structures « ADN origami ». Ces structures ne mesurent que quelques dizaines à quelques centaines de nanomètres et sont entièrement constituées d’ADN. En pliant l’ADN précisément dans la forme souhaitée, vous créez un modèle auquel les protéines virales peuvent se fixer. « C'est comme un véritable origami dans lequel vous utilisez du papier plat pour créer des structures fascinantes en 3D. Seulement ici, nous le faisons avec un ADN solide », a expliqué Jeroen Cornelissen d'UTwente.

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Les protéines virales sont finalement devenues beaucoup plus flexibles qu’on ne le pensait auparavant. « Nous avons réussi à réaliser différentes structures avec une coque protéique : des tubes droits, mais aussi un beignet par exemple. Cette dernière a une forme presque opposée à la structure sphérique que possède normalement le manteau protéique », a déclaré Cornelissen. C'est une stratégie simple mais très efficace pour donner différentes formes aux protéines virales.

Grâce à la microscopie électronique cryogénique, les chercheurs ont visualisé très précisément la formation des nanostructures, jusqu'au niveau des molécules individuelles. À environ -200 degrés Celsius, ils ont réussi à mesurer les moindres modifications. C’est la première fois que des protéines hautement ordonnées sont représentées de cette façon.

Les chercheurs voient un grand potentiel dans cette technique. "Notre approche est flexible et ne se limite pas à un seul type de protéine, comme nous le montrons avec des protéines de quatre virus différents", ajoute Mauri Kostiainen, professeur à Aalto. « De plus, nous pouvons adapter les modèles à des applications plus différentes, par exemple en intégrant de l'ARN dans l'origami. Des protéines utiles ou spécifiques à un site peuvent s’attacher à l’ARN pour des formes et des propriétés encore plus complexes.