Procédés d’intégration de réactions de synthèse de protéines acellulaires dans des hydrogels à l’échelle macroscopique

Nous savons que les systèmes vivants intègrent en permanence des informations provenant de nombreuses sources différentes et que ces signaux déclenchent des réponses complexes et subtiles. Une grande partie de ce traitement de l’information se produit au niveau moléculaire. Nous nous intéressons à l’exploitation de ces processus dans les matériaux, mais sans cellules.

L’objectif est de donner aux matériaux de nouvelles fonctionnalités. Les défis de ce travail sont principalement associés à la réaction de synthèse des protéines acellulaires, plutôt qu’au travail avec de l’hydrogel. La réaction cellulaire nécessite un lysat cellulaire de haute qualité ainsi qu’un ADN de haute qualité et pureté pour bien fonctionner.

Ce protocole permet aux chercheurs d’intégrer des réactions de biologie moléculaire dans un matériau physique biodégradable qui peut être emporté à l’extérieur du laboratoire. De plus, étant donné que la sortie de réaction interagit directement avec le châssis du matériau, il existe un potentiel pour le développement de matériaux dotés de nouvelles capacités de détection et de réponse. À court terme, nous considérons que ces méthodes offrent une nouvelle voie vers le déploiement de dispositifs de diagnostic sans cellules.

Ce protocole permet de créer un certain nombre de dispositifs et de les organiser spatialement d’une manière qui n’est pas possible pour les réactions liquides. Nos intérêts futurs sont doubles. Tout d’abord, nous sommes intéressés par l’élargissement de la nature des hydrogels que nous utilisons pour apporter plus de fonctionnalité matérielle à l’œuvre.

Deuxièmement, nous nous intéressons à l’augmentation de la complexité et de la performance des réseaux de gènes que nous exploitons dans les gels, en élargissant la fonctionnalité biologique de ces systèmes.