Des chercheurs d’universités du Royaume-Uni, dirigés par l’Université de Bristol, ont reçu 4,9 millions de livres sterling du Conseil de recherche en biotechnologie et en sciences biologiques (BBSRC), le plus grand bailleur de fonds des biosciences du Royaume-Uni, pour étudier comment les électrons et l’énergie traversent les molécules biologiques en construisant fils et circuits à base de protéines artificielles.
Cela promet de nouveaux catalyseurs « verts » et des composants biomoléculaires pour les futures technologies en électronique biologique et en génie biologique.
Le prix de cinq ans, qui fait partie du programme stratégique plus long et plus large (sLoLa) du BBSRC, rassemble une équipe interdisciplinaire d’universitaires de la Universités de Bristol, Portsmouth, East Anglia et University College London, avec une expertise complémentaire dans la conception de protéines, le transfert d’électrons, la simulation biomoléculaire, la chimie synthétique et la spectroscopie ultrarapide.
Je suis exceptionnellement ravi de travailler avec cette équipe fantastique sur notre projet « Circuits of Life ». Notre objectif est de libérer le potentiel incroyable et largement inexploité des circuits naturels conducteurs d’électrons et d’énergie. »
Ross Anderson, chef de projet, professeur agrégé de chimie biologique, Université de Bristol
Le Dr Anderson a conçu des protéines « non naturelles » (des protéines qui n’existent pas dans la nature) capables de transférer des électrons et d’effectuer d’importantes transformations chimiques.
Dans le nouveau projet, ces protéines seront utilisées comme blocs de construction qui promettent d’être des composants de nouveaux dispositifs à base biologique.
L’équipe combinera leurs expertises pour concevoir de nouvelles protéines capables de s’assembler en fils biologiques. L’analyse moléculaire conduira à la conception de nouvelles propriétés, et les chercheurs utiliseront des techniques de spectroscopie de pointe pour révéler le flux d’énergie et d’électrons à travers les protéines conçues.
Ils utiliseront des outils informatiques avancés, notamment en travaillant ensemble dans la réalité virtuelle pour concevoir des modules protéiques : ceux-ci seront assemblés en laboratoire dans des circuits, avec des propriétés telles que la capacité de capter la lumière ou de canaliser les électrons pour déclencher des réactions biochimiques.
Le Dr Anderson a ajouté : « Ce flux d’électrons et d’énergie à travers des circuits à base de protéines sous-tend toute vie sur terre. Ce projet vise à acquérir une compréhension plus approfondie de ces processus biologiques fondamentaux – certains des plus rapides connus dans la nature – tout en fournissant une voie pour exploiter l’ingénierie exquise à l’échelle nanométrique de la nature à nos propres conditions. »
Avec cette flexibilité et cette nouvelle compréhension, l’équipe prédit que ces circuits électriques et activés par la lumière biocompatibles constitueront la base de nouveaux catalyseurs sur mesure pour la biotechnologie industrielle verte et de panneaux solaires à base de protéines accordables. L’intégration de ces circuits biologiques artificiels dans les cellules peut également fournir de nouvelles voies aux biocapteurs, utiles pour le diagnostic et le traitement de diverses maladies.
Outre le Dr Anderson, les universitaires impliqués dans le projet sont le professeur Adrian Mulholland, le Dr Tom Oliver, le Dr Paul Curnow, le Dr Fabio Parmeggiani et le Dr Sofia Oliveira de l’Université de Bristol. Ils sont rejoints par le Dr Bruce Lichtenstein de l’Université de Portsmouth, le professeur Julea Butt de l’Université d’East Anglia et le Dr Amandine Marechal de l’University College London.
