L’origami ADN est une technique particulièrement robuste permettant de concevoir des structures en ADN, souvent de l’ordre de la centaine de nanomètres. Introduite en 2006 par Paul Rothemund, cette technique repose sur le repliement contrôlé d’un long brin d’ADN appelé scaffold (de quelques milliers de nucléotides), au moyen d’un ensemble de brins synthétiques plus courts bien choisis, appelés agrafes. Elle se prête particulièrement bien à la conception de structures complexes en deux ou trois dimensions.
Cependant, la taille de ces origamis ADN est limitée par la longueur du scaffold. Plusieurs travaux proposent d’assembler en plusieurs étapes un certain nombres d’origamis ADN identiques pour atteindre des tailles supérieures (Rajendran et al., 2011, Tikhomirov et al., 2017, Wintersinger et al., 2023). Nous avons, quant à nous, cherché à déterminer s’il était possible de concevoir des origamis ADN comprenant plusieurs brins scaffold identiques mais se repliant de façon différenciée pour former différentes composantes de la structure voulue. Cela nécessite un travail particulier de conception de l’origami, mais également de compréhension du processus de repliement qui mène à son assemblage correct.
La thèse d'Octave Hazard comporte donc plusieurs aspects : l’exploration des techniques de design d’origamis ADN à plusieurs scaffolds, les réalisations expérimentales associées à ces techniques ainsi qu’une proposition de modélisation du processus de repliement. Octave Hazard propose notamment une méthode de sélection d’un petit sous-ensemble d’agrafes, permettant de pré-former séparément les scaffolds de l’origami afin qu’ils se différencient convenablement lors de l’assemblage final. Il explore également l’usage de cette méthode pour l’assemblage de formes frustrées en origami ADN, ainsi qu’une méthode alternative de différenciation, basée sur l’utilisation d’un origami supplémentaire comme moule.
Il présente enfin un travail annexe explorant les pistes théoriques et expérimentales pour la création de quasi-cristaux en brins d’ADN.
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