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Auto-assemblage des polymères: éteindre des interactions pour mieux en activer d’autres

 

Les chercheurs du Laboratoire de chimie des polymères organiques (LCPO – CNRS/Université de Bordeaux 1/ENSCBP) ont mis au point des nano-particules dont la morphologie est proche de structures virales et qui se forment par auto-organisation sous l’influence de l’activation et la désactivation des interactions électrostatiques et du caractère hydrophobe des entités en jeu. Ces travaux qui offrent une nouvelle technique dans le développement des structures supramoléculaires, sont parus dans la revue Journal of American Chemical Society.

 

L’auto-assemblage des polymères est une discipline de la chimie supramoléculaire qui consiste à former des structures organisées à partir de macromolécules en utilisant des interactions non-covalentes. Dans la nature, l’auto-assemblage des macromolécules est responsable de la formation des principales structures du vivant (virus, bactérie, cellule). Au laboratoire, lorsque l’on pratique cette chimie dans l’eau, de nombreuses interactions sont à considérer telles que les liaisons hydrogène, les forces électrostatiques et surtout l’effet hydrophobe. Ce dernier est à l’origine de l’association spontanée des molécules qui ont peu d’affinité avec l’eau. L’effet hydrophobe, par exemple, est responsable de la formation immédiate de gouttelettes d’huile lorsque celle-ci est dispersée dans l’eau. Une des difficultés en auto-assemblage est donc de trouver des méthodes physicochimiques suffisamment sélectives pour tirer profit des interactions individuelles et orienter ainsi l’auto-assemblage vers la structure souhaitée.

 

Récemment des chercheurs ont mis en évidence comment les forces électrostatiques et l’effet hydrophobe pouvaient être utilisés sélectivement pour assembler des structures moléculaires inédites. Précisément, l’objectif était d’élaborer des nanoparticules ayant une morphologie proche de celle des particules virales. Le processus se déroule en deux étapes. Dans un premier temps, l’effet hydrophobe est considérablement affaibli par ajout de solvant organique dans le milieu. Les interactions électrostatiques sont alors exclusivement utilisées pour greffer une première couche de molécules polymères à la surface de nanoparticules d’ARN. Dans un second temps, l’effet hydrophobe est réactivé par addition d’eau dans le milieu. Cette opération simple permet alors l’auto-assemblage spontané d’une seconde couche de polymère autour des particules d’ARN. La coquille  protectrice de polymère ainsi greffée autour du noyau d’ARN présente de nombreuses similitudes avec les capsides de protéines qui protègent le matériel génétique des virus. Ce concept consistant à éteindre puis activer spécifiquement des interactions moléculaires pourra s’ajouter à la palette d’outils utilisés en auto-assemblage pour développer de nouvelles structures supramoléculaires.

 

©LCPO

 

 

Référence

Laurent Bui, Scarlette Abbou, Emmanuel Ibarboure, Nicolas Guidolin, Cathy Staedel, Jean-Jacques Toulmé, Sébastien Lecommandoux, Christophe Schatz

Encapsidation of RNA–Polyelectrolyte Complexes with Amphiphilic Block Copolymers: Toward a New Self-Assembly Route
J. Am. Chem. Soc, 2012, 134, 20189−20196

 

Contact chercheur 

Christophe Schatz, Laboratoire de chimie des polymères organiques, Bordeaux
Courriel : Christophe.Schatz@enscbp.fr
Tél : 05 40 00 36 96

 

Contacts institut

Christophe Cartier dit Moulin, Jonathan Rangapanaiken

 

21 janvier 2013

 

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