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RÉSUMÉ
Très abondante chez tous les organismes, les protéines sont des constituants indispensables à la vie, ce sont des macromolécules naturelles qui possèdent de nombreuses fonctions et d’étonnantes propriétés. Cet article décrit la création par évolution dirigée de biomolécules reconnaissant des nano-objets. Les protéines sont définies comme les réelles actrices moléculaires du vivant. L’évolution dirigée de ces molécules et des peptides est analysée : liaison de chaque protéine à son gène, accélération de l’évolution, etc. Pour terminer, une étude des polypeptides spécifiques de matériaux non biologiques (créés par évolution dirigée) est proposée.
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INTRODUCTION
Les protéines sont les acteurs moléculaires universels du vivant. Ces macromolécules naturelles sont douées de fonctions aussi variées que sophistiquées. On comprend mieux aujourd'hui comment elles sont organisées et d'où viennent leurs étonnantes propriétés. Les chercheurs parviennent désormais à reconstituer artificiellement des processus d'évolution moléculaire et arrivent ainsi à faire émerger de nouvelles biomolécules, protéines ou peptides, capables d'interagir spécifiquement avec des matériaux et des nano-objets. Ces nouvelles molécules s'autoassemblent avec leur surface cible. Elles peuvent être combinées et servir d'interface entre nano-objets ou encore d'interface entre nano-objet et biomolécules. Enfin, il est possible d'exploiter la forme des biomolécules pour contrôler la morphogenèse de nano-objets tels que des nanoparticules ou des nanofils.
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Les protéines : les acteurs moléculaires du vivantArticle inclus dans l'offre
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3. Des polypeptides spécifiques de matériaux non biologiques, créés par évolution dirigée
Les méthodes d'évolution dirigée de polypeptides ont été développées et initialement utilisées pour créer des protéines ou des peptides reconnaissant spécifiquement d'autres bio-molécules. Des équipes interdisciplinaires se sont alors emparés de ces technologies et les ont « détournées » pour créer des peptides reconnaissant des objets non biologiques tels que des métaux nobles, des oxydes, des semiconducteurs ou des nanotubes de carbone à . Il n'existe bien sûr pas de polypeptide « naturel » dont la fonction serait de fixer des nanotubes de carbone ou des nanoparticules. Il n'existait donc pas au départ d'objet biologique naturel pouvant servir de source d'inspiration ou de modèle et il n'était même pas a priori certain que de tels polypeptides puissent exister ou être identifiés.
Or, les travaux entrepris depuis 2000 démontrent que des polypeptides capables de s'assembler spontanément avec un matériau cible ont pu être créés pour une gamme très diverse de matériaux. Pour simplifier, on peut sans doute dire que chaque fois que cela a été recherché, des séquences spécifiques de matériaux ont été identifiées ...
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