Thèse : Surfaces actives pour l’activation contrôlable de la programmation moléculaire basée sur l’ADN en microfluidique
Ievgen KURYLO
Soutenance de thèse
27/06/2018 13h00
Amphithéatre IEMN – Villeneuve d’Ascq
Abstract :
Les organismes vivants prennent des décisions en permanence à l’aide de réseau de réactions chimiques couplées (CRN) les unes aux autres. Cette capacité a inspirée de nombreux scientifiques qui cherchent aujourd’hui à construire des versions synthétiques de ces réseaux pour créer des systèmes dynamiques complexes.
Les molécules d’ADN constitue une solution idéale pour construire de tels CRNs du fait de la nature programmable et prévisibles de leurs interactions. Un des exemples les plus récents d’un système à base d’ADN est la PEN (Polymérase, Exonucléase et Nickase) toolbox. Le travail de recherche présenté dans ce manuscrit vise à développer des surface actives qui permettent d’interagir avec la PEN toolbox en environnement microfluidique afin de pouvoir utiliser pleinement le potentiel de tels systèmes moléculaires.
Dans un premier temps nous avons étudié l’utilisation de la PEN toolbox en microfluidique en explorant différents paramètres afin de faciliter l’adoption de cette approche de programmation moléculaire.
Nous discuterons ensuite de la réalisation de surfaces actives et de leur caractérisation. Celles-ci sont concues pour permettre l’immobilisation de brins d’ADN via une liaison thiol et leur largage en solution en rompant électro-chimiquement cette liaison. Nous discuterons également d’aspect technique permettant l’intégration aisée d’une telle stratégie dans des dispositifs microfluidiques. Nous démontrerons l’efficacité de cette approche dans un cas simple d’activation puis d’autocatalyse programmé à l’aide de la PEN toolbox.
Par la suite, montrerons qu’il est possible de contrôler spatio-temporellement le largage d’instructions à base d’ADN. Pour ce faire, nous nous appuierons sur une version plus évoluée de l’auto-catalyseur présenté précédemment. Nous mettrons en évidence qu’il est possible d’initier de façon contrôlée des phénomènes de réaction-diffusion dans des canaux microfluidiques.
Pour finir, nous ouvrirons des perspectives pour la conception de surface actives permettant un niveau de contrôle encore plus grand des systèmes moléculaire via la réalisation de motifs statiques de greffage d’ADN ou l’utilisation d’actionneurs électriques réutilisables.
Jury members :
– Directeurs de thèse : L. BUCHAILLOT, Y. COFFINIER, A. VLANDAS
– Rapporteurs : A. GALTAYRIES – CHIMIE PARIS, V. TALY – UNIVERSITE PARIS DESCARTES
– Examinateurs (rices) : S. INGEBRANDT – RWTH Aachen, J.-C. GALAS – Université Pierre et Marie Curie, R.
