Collaboration spéciale - Kotkoa Pour construire leur thermomètre, les scientifiques ont eu recours à l’ADN, car les molécules qui le composent ont la particularité de se dérouler sous l’effet de la chaleur.

Mesurer la température à l’intérieur d’une seule cellule isolée d’un corps humain, est-ce possible? C’est ce que pourront tenter des chercheurs de l’Université de Montréal, qui ont construit un thermomètre à base d’ADN 20 000 fois plus petit qu’un cheveu humain, le plus petit modèle au monde.

Cet instrument révolutionnaire permet de mesurer la température à une échelle nanométrique, une unité un million de fois plus petite qu’un millimètre. Il pourrait ouvrir la voie à de nombreuses applications dans le domaine médical, biologique et technologique, notamment dans la recherche contre le cancer.

«La nanotechnologie est l’avenir de la science, explique le professeur et chimiste Alexis Vallée-Bélisle, qui a dirigé durant trois ans l’étude publiée cette semaine dans la revue Nano Letters. Nous avons besoin d’outils pour savoir ce qui se passe dans l’infiniment petit, qui se retrouve partout dans la nature. »

Pour construire leur thermomètre, les scientifiques ont eu recours à l’ADN, car les molécules qui le composent ont la particularité de se dérouler sous l’effet de la chaleur. Elles ont également la capacité de s’assembler naturellement entre elles selon un processus d’autoprogrammation.

Fonctionnement
«L’ADN est composée de quatre molécules différentes connues sous le nom de nucléotides:  le nucléotide A se lie au T, et le nucléotide C s’assemble avec le G. Lorsque la température augmente, ce système tend vers le désordre. On se sert donc de ce petit code très simple pour créer nos structures,» ajoute M. Vallée-Bélisle.

En ajoutant un capteur optique à ces structures d’ADN, les chercheurs peuvent concevoir des thermomètres d’une taille de cinq nanomètres qui émettent un signal lumineux en fonction de la température.

«Au départ, chaque molécule émet de la lumière, mais cette dernière est captée par sa voisine, puisqu’elles sont collées ensemble. Lorsque la température augmente et que les molécules se désassemblent naturellement, la lumière passe et nous pouvons la percevoir. Plus la lumière est forte, plus la chaleur est élevée.»

Juste un début
Les chercheurs de l’UdeM ont d’ores et déjà fait quelques tests en laboratoire afin de savoir si les nanomoteurs élaborés par la nature depuis des millions d’années, les enzymes par exemple, surchauffent lorsqu’ils sont employés à grande vitesse. Les résultats, qui n’ont pas encore été publiés, seraient étonnants selon le chercheur.

Le thermomètre pourrait également permettre une meilleure compréhension de la biologie moléculaire. «Nous savons que la température interne du corps humain en santé est de 37 degrés Celsius. Mais nous ignorons s’il y a des variations de température importantes au sein de chaque cellule,» soulève M. Vallée-Bélisle.

Selon lui, les thermomètres pourraient peut-être même permettre de visualiser les cellules cancéreuses.  Certaines études ont démontré que les cellules malades seraient plus chaudes de quelques centièmes de degrés celcius.

L’article «Programmable, quantitative, DNA-base nanothermometers» a été publié dans la revue Nano Letters le 27 avril 2016. Il a été écrit en collaboration avec les chercheurs David Gareau et Arnaud Desrosiers, également de l’UdeM.

 

 

Aussi dans Actualités :

Nous sommes présentement en train de tester une nouvelle plateforme de commentaires sur notre site web. Grâce à Facebook Comments, vous pourrez laisser vos commentaires par l’entremise de votre compte Facebook directement sous les articles sur notre site web. Pour ceux qui ne sont pas membres du réseau social, nous vous invitons à faire vos commentaires via l’adresse courriel opinions@journalmetro.com. Merci de nous lire!