Origami d’ADN : étude des propriétés mécaniques et du processus de formation

DNA origami : study of its folding process and its mechanical properties

• Auteur / Autrice : Jean-Michel Arbona
• Direction : Juan Elezgaray, Jean-Pierre Aimé
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Lasers et matière dense
• Date : Soutenance le 24/09/2012
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences physiques et de l’ingénieur (Talence, Gironde ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Chimie et Biologie des Membranes et des Nanoobjets (Bordeaux ; 2007-....)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-François Joanny, Brahim Lounis, James N. Sturgis
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Vincent Croquette, Friedrich C. Simmel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Simulation, Méthodes de

Propriétés mécaniques

ADN

Mots clés libres

Origami d'ADN

Processus de formation

Propriétés mécaniques

Détection SERS

DNA Origami

Folding process

Mechanical properties

SERS detection

Résumé

L' objet d'étude de cette thèse est l' origami d' ADN. Le nombre important d'applications utilisant cette technique, et leurs diversités, sont des preuves que ces structures présentées en 2007 sont une avancée importante pour la technologie ADN. Dans cette thèse nous présentons dans un premier temps les résultats de simulations sur les propriétés mécaniques de ces nouvelles structures. Les résultats d'expériences et de simulations sur le processus de formations pour de petites structures d'ADN et sur des origamis d'ADN sont présentés dans une deuxième partie. Finalement une application de ces structures à la détection SERS est proposée, et les résultats expérimentaux concernant la réalisation de cette structure sont discutés.

DNA origami are new nanostructures (2006) whose physical properties are still to be understood. In this work we were first interested in their mechanical properties. The first approach of this study was through the use of polymer physics, as it is the classical way to study DNA. We then used computer simulations to model the system in a more detailed manner and to extract general rules on the mechanical behaviour of DNA constructs. The other aspect that we studied is the process of formation of DNA origamis. We first realised an experimental study of the process of formation of the simplest origami that we could envision. This study was intended to investigate basic principles on the process of formation of DNA structures. A coarse grain model is then developed to have a first insight onto the formation process. Then an experimental study on large origamis follows with a modeling of the annealing and melting curves based on the principles determined from the study of the simplest origami. We also worked on the development of a SERS platform.