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Thèse soutenue

Étude et analyse de l'ADN pour l'auto-assemblage microscopique

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Auteur / Autrice : Ahlem Abbaci
Direction : Stéphane Régnier
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Robotique
Date : Soutenance en 2010
Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Autoassemblage
Hybridation
ADN

Résumé

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Cette thèse cherche dans un premier temps à analyser les différents travaux dans le domaine de l'auto-assemblage aux échelles nano et microscopiques. Cet état de l'art multidisciplinaire ouvre sur le choix de l'ADN avec ses propriétés particulières, capables de répondre aux besoins de l'auto-assemblage. Les propriétés de stabilité et de spécificité du processus d'hybridation d'ADN sont ensuite étudiées. L'échelle d'étude est élargie à deux populations de brins complémentaires, fixées sur des surfaces. Cette configuration géométriquement contrainte est étudiée avec une approche thermodynamique au regard des différents paramètres extrinsèques comme la température et la concentration saline du milieu. Cette thèse aborde aussi la validation expérimentale des modèles développés. La première campagne expérimentale effectuée à Londres au NPL cherche à déterminer la stabilité de l'hybridation. La méthode énergétique est originale et couple des outils de simulation, de prédiction et d'analyse. Elle montre ainsi que la stabilité et la spécificité sont intrinsèquement liées par la composition de la séquence en bases azotées des brins d'ADN. Il apparaît donc que celle-ci peut être optimisée pour produire des configurations plus favorables statistiquement. Un algorithme original de génération de séquences, basé sur le caractère programmable de l'ADN, est alors proposé pour disposer de couples de brin dont les propriétés de stabilités et de spécificités sont optimisées. Ces expériences, en collaboration avec le laboratoire AMIR en Allemagne, valident l'approche de conception de séquences et met en évidence l'influence de paramètres comme la vitesse et le temps d'attente.