Les cellules et les tissus biologiques répondent aux stimuli mécaniques exercés par leur environnement en les convertissant en signaux biologiques. Cependant, notre compréhension de la mécanotransduction est souvent entravée par des barrières techniques, y compris des limitations dans notre capacité à appliquer efficacement des forces de l’ordre du piconewton dirigées sur des mécanorécepteurs spécifiques sur les membranes cellulaires sans essais laborieux et répétitifs. Pour surmonter ces défis, nous avons conçu une nanostructure appelée « Nano-Winch », un actionneur moléculaire à base d'origami d'ADN robuste, facile à assembler et programmable. Le « Nano-Winch » est conçu pour manipuler plusieurs mécanorécepteurs en parallèle en exerçant des forces de l’ordre du piconewton dans deux modes. Un mode autonome et un mode activé à distance via des liaisons d'ADN simple et double brin réglables, respectivement. Les « Nano-Winch » en mode autonome peuvent fonctionner sur la surface de la cellule. Le ciblage de ce dispositif sur les récepteurs intégrines a permis de stimuler la phosphorylation détectable en aval de la kinase d'adhérence focale « FAK », une indication que les « Nano-Winch » peuvent être appliqués pour étudier les processus mécaniques cellulaires. Le mode d'activation à distance permet un contrôle d'extension plus fin et avec des forces plus importantes. En utilisant ce second mode d’activation, nous avons pu observer directement l'ouverture d'un canal membranaire sensible aux forces extérieures, la protéine BtuB. Cet origami personnalisable fournit une approche sans instrument qui pourrait être appliquée pour contrôler et explorer une diversité de circuits de mécanotransduction sur des cellules.
Full text : DOI: 10.1038/s41467-022-30745-2
INSERM presse : https://presse.inserm.fr/en/a-nano-robot-built-entirely-from-dna-to-explore-cell-processes/45568/
Youtube : https://www.youtube.com/watch?v=SNgbSNQx3g0
Journal LePoint : https://www.lepoint.fr/sante/medecine-un-nanorobot-qui-tripote-les-cellules-31-07-2022-2484929_40.php