Optical, microfluidic and electrophoretic control of global and intramolecular higher-order structure of single-molecule genomic DNA

• Auteur / Autrice : Naresh Kumar Mani
• Direction : Damien Baigl
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie Physique et Chimie Analytique
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sols -- Absorption et adsorption

Microfluidique

ADN

Résumé

Dans cette thèse, nous explorons différentes méthodes physico-chimiques originales pour le contrôle de molécules individuelles d'ADN, à l'échelle aussi bien globale qu'intramoléculaire. Dans la première partie, nous étudions le photocontrôle de l'ADN, d'abord en solution puis à une interface solide-liquide, en présence de tensio-actifs cationiques photosensibles. Nous montrons que l'efficacité de compaction de l'ADN augmente avec le caractère hydrophobe du tensio-actif tandis que le caractère photoréversible de la transition décroît. Lorsque l'ADN est attaché à une surface par une extrémité, nous avons déterminé une gamme de concentrations en tensio-actifs dans laquelle la lumière permet de contrôler une transition entre un état mobile et un état adsorbé ''gelé'' de la molécule d'ADN. Dans la deuxième partie, nous mettons au point des dispositifs microfluidiques qui, combinés à l'application de champs électriques, nous permettent de manipuler des molécules individuelles d'ADN. Nous montrons tout d'abord différentes configurations qui nous permettent de piéger des molécules d'ADN et de les étirer jusqu'à leur longueur de contour. Nous réalisons ensuite pour la première fois la rotation d'une molécule d'ADN, sous l'effet d'un champ électrique transversal, pour la positionner perpendiculairement à un écoulement microfluidique laminaire longitudinal à deux composants. Nous montrons alors que la position de l'interface entre les deux phases liquides le long de la molécule nous permet de contrôler la dénaturation locale de l'ADN à l'échelle intramolécule. Ceci montre pour la première fois qu'un gradient microfluidique peut-etre appliqué à l'échelle d'une molécule unique afin de créer une perturbation intramoléculaire avec une grande résolution spatio-temporelle