Sélection d’aptamères anti-adénine ADN modifiés en présence de solvant organique. Application au développement de biocapteurs

Selection of DNA modified aptamer-recognizing adenine in organic media : application to biosensor development

• Auteur / Autrice : Thinhinane Chaou
• Direction : Laurent Azéma
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Interface Chimie-Biologie
• Date : Soutenance le 16/12/2015
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Talence, Gironde ; 1993-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ARN : Régulations naturelle et artificielle (Bordeaux ; 2007-2015)
• Jury : Président / Présidente : Éric Fouquet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Michel Dobrijevic, Jean-Jacques Toulmé
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Frédéric Ducongé, Eric Peyrin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Solvants organiques

Biocapteurs

Adénine

Aptamères

Mots clés libres

Aptamère

Marqueurs de chimie prébiotique

Adénine

Biocapteurs

Complexe

Kissing ARN

Aptamer

SELEX

Prebiotic chemistry

Adenine

Biosensors

Kissing RNA complexes

Résumé

Le développement d’outils de détection in situ (IDT) est indispensable pour rapporter entemps réel la présence d’une signature moléculaire spécifique. L’efficacité d’un IDT estliée à son affinité, à sa spécificité, mais aussi à son potentiel à opérer dans des conditionsimposées par le contexte d’application. Parmi les contraintes imposées, la variation detempérature, le pH et la présence de solvant d’extraction. Le but du projet est dedévelopper des aptamères capables d’opérer en présence de solvant organique ; à ceteffet, nous avons opté pour une sélection en présence de méthanol. La limitation decette stratégie est principalement liée à la nature chimique des acides nucléiques. Parconséquent, nous avons choisi d’utiliser une banque ADN incorporant le (5-(octa1,7-diynyl)-2’-deoxyuridine) dDOTP, au lieu du dTTP. Notre stratégie expérimentale aabouti à la sélection d’un aptamère qui lie spécifiquement l’adénine en présence de 25 %de méthanol. Nous avons montré que les dDOTP sont essentiels à l’interaction del’aptamère avec l’adénine ; l’aptamère sélectionné comporte un motif riche en G partagéavec l’aptamère anti-adénosine, cependant, l’aptamère sélectionné dans le méthanolcomporte un motif structural indispensable à l’interaction avec la cible en présence deméthanol. Par ailleurs, nous avons montré que l’aptamère sélectionné pourraitfonctionner comme un module de reconnaissance spécifique d’un biocapteur.

Development of in situ detection tools (IDT) is required for specific real time monitoringof chemical species. Efficient IDT is not only related to its affinity and ability todiscriminate between molecular variants, but moreover it must be adapted for operatingunder conditions imposed by the context of application. Among others, hightemperature, pH variation and presence of organic solvents may be mentioned. The aimof our project is to develop an aptamer operating in the presence of organic solvents. Forthis purpose, we opted for selection in presence of methanol. Limitations of this strategyare adaptability of SELEX technology and chemical diversity of nucleic acids. For thispurpose, we used library incorporating (5-(octa1,7-diynyl)-2’-deoxyuridine) dDOTPinstead of conventional thymine nucleotide. Our experimental strategy led to theselection of an aptamer that specifically recognises adenine in the presence of 25 % ofmethanol. dDOTP nucleotides are essential for adenine recognition; the selectedaptamer shares a purine rich motif with a previously described adenosine aptamer, butdisplays a specific structure motif, essential for operating in the presence of methanol.Furthermore, the ability of truncated variants of the selected aptamer to form arecognition module of biosensor was assessed in this study.