Thèse soutenue

Caractérisation et modélisation de structures nucléiques auto-assemblées fonctionnalisables
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Auteur / Autrice : Aude Laisne
Direction : Eric LesniewskaDenis Pompon
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie - physique
Date : Soutenance le 15/12/2011
Etablissement(s) : Dijon
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Carnot (Dijon ; .....-2012)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB) (Dijon)
Jury : Président / Présidente : Alain Dereux
Examinateurs / Examinatrices : Michaël Canva, Jean-Louis Leroy
Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre Emmanuel Milhiet, Philippe Minard

Résumé

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La thèse a pour objet l’analyse de mécanismes d’assemblage permettant la création de structures auto-assemblées à base d’ADN, fonctionnalisées par des protéines. Les PDNA sont des molécules synthétiques associant de manière covalente une séquence d’ADN et un module protéique. Basés sur le domaine hèmique du cytochrome b5, les PDNA présentent des propriétés d’absorption optique dépendant de l’état d’oxydoréduction. Pour comparer leurs propriétés d’assemblage à celles des ADN correspondants, différentes briques ont été assemblées en ensembles finis ou ouverts. Un premier chapitre développe des approches expérimentales et de modélisation pour caractériser les paramètres contrôlant ces assemblages dans le cas des ADN. Un second chapitre transpose ces approches aux assemblages de PDNA afin de mettre en évidence l’influence des domaines protéiques. Dans les deux cas, les travaux sont menés à la fois à un niveau macroscopique et de molécule unique par AFM classique ou à haute vitesse. Une troisième partie vise à comprendre comment ces assemblages peuvent être multiplexés sur des puces au sein de matrices poreuses de dextran. Nous avons modélisé l’influence de la matrice sur l’assemblage et utilisé ces modèles pour définir les relations entre observables et paramètres microscopiques. Une dernière partie vise à lever les limitations (pièges d’assemblages) mises en évidence dans les réactions sous contrôle cinétique. Nous avons développé des assemblages dans des conditions douces et contrôlées par le pH impliquant des structures ADN en motifs-i. Leur mécanisme de formation et de polymérisation en suprastructures a été étudié en combinant biochimie et analyse structurale par AFM.