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Un thermomètre 20.000 fois plus petit qu'un cheveu

18/09/2016

Un communiqué des chercheurs de l'Université de Montréal publiée en avril 2016 dans la revue Nano Letters révèle qu’ils ont conçu un thermomètre programmable à base d'ADN 20.000 fois plus petit qu'un cheveu humain. Cette avancée scientifique améliore de façon significative notre compréhension des nanotechnologies issues de la nature et de l'homme. Le principe est d’utiliser les modifications de structure des molécules d'ADN qui se produisent sous l'effet de la chaleur.

Le professeur Alexis Vallée-Bélisle, qui a dirigé l'étude explique qu’au cours des dernières années, les biochimistes ont également découvert que les biomolécules, comme les protéines, ou l'ARN, une molécule qui s'apparente à l'ADN, peuvent-être utilisées comme nano-thermomètres par les organismes vivants en signalant les variations de température en se repliant ou en se dépliant. Il a rajouté qu’en nous inspirant de ces nano-thermomètres naturels qui sont 20.000 fois plus petits qu'un cheveu humain, nous avons créé diverses structures d'ADN qui peuvent s'enrouler et se dérouler à des températures spécifiques prédéfinies. L'un des principaux avantages de l'ADN pour concevoir un thermomètre nanométrique est une chimie décrite comme relativement simple. Les molécules d'ADN affichent une capacité d'assemblage programmable.

David Gareau, premier auteur de l'étude explique que l'ADN est composé de quatre molécules connues sous le nom de nucléotides : le nucléotide A se lie faiblement au nucléotide T, tandis que le nucléotide C se lie fortement au nucléotide G. Arnaud Desrosiers, co-auteur de l'étude ajoute que l'application de cette règle simple nous permet de créer des structures d'ADN qui s'enroulent et se déroulent à des températures spécifiques et prédéfinies. En ajoutant des capteurs optiques à ces structures d'ADN, nous pouvons concevoir des thermomètres d'une taille de 5 nm qui génèrent un signal lumineux facilement détectable en fonction de la température.

Ces thermomètres nanométriques ouvrent la voie à de nombreuses applications dans le domaine en pleine émergence de la nanotechnologie, et pourront même aider les scientifiques à mieux comprendre la biologie moléculaire. Beaucoup de questions demeurent encore sans réponse en biologie, ajoute le Pr Vallée-Bélisle. Par exemple, la température interne du corps humain est maintenue à 37 °C, mais nous ignorons s'il y a des variations de température importantes à l'échelle nanométrique au sein de chaque cellule. L'une des questions actuellement à l'étude par l'équipe de recherche est de déterminer si les nano-machines et les nano-moteurs développés par la nature depuis des millions d'années surchauffent également lorsque employés à grande vitesse. Le Pr Vallée-Bélisle conclut que dans un futur proche, il est probable également que les nano-thermomètres à base d'ADN puissent être intégrés aux appareils électroniques de manière à mesurer et contrôler la température à l'échelle nanométrique.

Source : Le Blog Retraite Sereine


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