Agenda de l'ENS de Lyon

Dynamique et propriétés thermiques de films formés de fibres orientées d'ADN, étudiées par diffraction de neutron et calorimétrie.

 La majorité des études structurales sur l'ADN avaient été réalisées par des méthodes de diffraction sur des fibres tandis que ses propriétés dynamiques thermiques avaient été essentiellement étudiées en solution. Lorsque la double hélice d'ADN est chauffée elle présente des séparations locales des deux brins, dont la taille augmente avec la température jusqu'à la séparation complète des brins. Ce travail étudie différents aspects de ce phénomène.

Les expériences présentées dans cette thèse ont été réalisées sur des films formés de fibres orientées d'ADN préparés par la méthode du « filage humide ». La préparation et la caractérisation des échantillons ont constitué une partie importante de la recherche. Les structures des deux formes A et B de l'ADN ont été suivies en fonction de l'humidité relative pour des conditions d'ionicité fixées. Une méthode pour éliminer la contamination résiduelle de la forme B dans les échantillons de forme A a été mise au point.

La bonne orientation des molécules d'ADN dans les échantillons nous a permis d'étudier les fluctuations dynamiques et la transition de dénaturation thermique de l'ADN par des méthodes de diffraction de neutrons, sensibles à la longueur de corrélation statique le long de la molécule en fonction de la température. La transition a été étudiée pour les formes A et B pour déterminer comment elle dépend de la conformation. De plus, après la première dénaturation thermique, les films d'ADN présentent un comportement typique d'un verre. Leur relaxation thermique a été étudiée par calorimétrie.

La diffusion inélastique de neutrons et de rayons X (INS et IXS) avaient été utilisées antérieurement pour mesurer les phonons longitudinaux dans des fibres d'ADN, avec des désaccords entre les résultats. Des mesures INS récentes, complétées par des simulations, avaient été cruciales pour comprendre les différentes courbes de dénaturation observées. Nous avons mené des expériences INS et IXS pour poursuivre cette analyse. Des tentatives pour observer les mouvements transversaux associés à la dénaturation thermique de l'ADN, jamais observés expérimentalement auparavant, ont également été faites.