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Une structure artificielle capable de s'auto-reproduire comme une molécule d'ADN a été créée.
Dernière revue: 30.06.2025
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Des chimistes ont créé une structure artificielle capable de s'auto-répliquer, comme une molécule d'ADN. Les scientifiques pensent que le temps est proche où les matériaux s'auto-répliqueront.
Les composants, basés sur les nucléotides – les « éléments constitutifs » de l'ADN – agissent comme des lettres qui se combinent pour former un mot. Mais contrairement à la double hélice de l'ADN, un seul élément de ce matériau artificiel est constitué de trois chaînes parallèles de nucléotides de sept bases. Elles sont reliées par un fragment perpendiculaire de l'hélice, à la surface duquel se trouvent des « clés » chimiques. Elles contrôlent les molécules qui peuvent se fixer à une section donnée de la chaîne.
Ce système – un faisceau de trois hélices simples reliées par trois doubles hélices d'ADN – a été baptisé BTX (molécules à triple hélice courbée contenant trois doubles hélices d'ADN) par les chimistes. Les scientifiques affirment que ces fragments sont capables de se combiner en chaînes allongées. Et, théoriquement, le nombre de composants uniques du matériau synthétique n'est pas limité.
Un groupe de scientifiques dirigé par Paul Chaikin de l’Université de New York (États-Unis) a utilisé son invention pour créer un « puzzle » à partir de deux pièces et de leurs jumeaux complémentaires.
Dans un tube à essai contenant un ensemble de chaînes BTX, les chimistes ont ajouté une substance qui a initié le processus d'assemblage. Ainsi, les différentes parties du « puzzle » se sont reliées de manière complémentaire les unes aux autres, se trouvant ainsi en correspondance avec des « trous de serrure » et des « clés ».
Les chimistes écrivent qu'au premier stade, un composant du « puzzle » s'est fixé à l'extrémité libre de la substance initiatrice. Une réaction en chaîne a alors commencé, et d'autres composants ont été attirés vers le « puzzle » moléculaire. Jusqu'à la troisième génération.
Les chimistes ont utilisé les chaînes obtenues pour obtenir des molécules filles similaires. En chauffant le mélange de chaînes mères et filles à la température de rupture de la liaison hydrogène (environ 40 °C), ils ont séparé le mélange en molécules de deux générations. Des analyses plus poussées ont montré qu'environ 70 % des chaînes filles reproduisaient parfaitement la structure de la molécule mère.
L'équipe de Chaikin a obtenu la génération suivante de la molécule mère. Cependant, à la troisième génération, la précision de la copie s'est considérablement dégradée: seuls 31 % des « descendants » – les petits-enfants de la première molécule – ont reproduit intégralement la structure de la molécule d'origine.
Les auteurs de l'article publié dans Nature pensent qu'en modifiant les propriétés chimiques des composants du « puzzle », ils pourront éliminer le besoin de chauffer le mélange après chaque copie. Si les chimistes mettent leur idée en pratique, des systèmes synthétiques se reproduisant sans intervention humaine verront probablement le jour.
« Nous avons démontré que les molécules d'ADN et d'ARN ne sont pas les seules à pouvoir s'auto-répliquer. Notre développement constitue la première étape vers la création de matériaux artificiels auto-réplicatifs », concluent les auteurs de l'invention.
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