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Thèse soutenue

Contribution de la physique des colloïdes à la modélisation de l'interaction de nanoparticules avec l'ADN

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Auteur / Autrice : Fabien Paillusson
Direction : Jean-Marc Victor
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique théorique. Systèmes complexes
Date : Soutenance en 2010
Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Électrolytes
Interactions ADN-protéine
Colloïdes

Résumé

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Cette thèse a eu pour objet de modéliser des protéines devant se lier à l'ADN pour assurer leur rôle fonctionnel. En nous restreignant à une description effective, il nous a été possible de calculer l'interaction non spécifique électrostatique d'une protéine avec un segment d'ADN en solution, en utilisant des outils théoriques provenant de la physique des colloïdes. Les protéines auxquelles nous nous sommes intéressés étant chargées positivement et l'ADN étant chargé négativement, ces deux objets doivent en principe s'attirer l'un l'autre jusqu'au contact. Notre étude a montré qu'en réalité si les colloïdes sont concaves (ce qui est le cas pour un grand nombre de protéines), cette interaction attractive entre deux corps de charges opposées laisse place à une force répulsive à courte distance de séparation. L'origine physique de cette répulsion à courte portée a pu être identifiée comme étant le piégeage de contre-ions de l'ADN dans l'espace interstitiel entre les deux macromolécules pour assurer l'électroneutralité locale du système en solution. L'existence d'un complexe non spécifique à une distance de l'ordre de quelques Angströms entre un segment d'ADN et une protéine nous a permis de proposer un double rôle fonctionnel pour la forme concave de cette dernière. De part la généralité des effets physiques prédits, il nous a également été possible d'étrendre nos résultats à l'étude de la génotoxicité de nanoparticules utilisées pour des applications biomédicales et qui, de part leur taille, peuvent pénétrer à l'intérieur des cellules