Développement de nouveaux outils analytiques à base d'acides nucléiques aptamères pour la détection de petites molécules

Development of novel analytical tools based on nucleic acid aptamers for the detection of small molecules

• Auteur / Autrice : Zhenyu Zhu
• Direction : Eric Peyrin, Corinne Ravelet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 05/10/2012
• Etablissement(s) : Grenoble
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale chimie et science du vivant (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Département de Pharmacochimie Moléculaire
• Jury : Président / Présidente : Pierre Labbe
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Eric Peyrin, Corinne Ravelet, Vincent Noel
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Patrice Prognon, Jean-louis Marty

Mots clés

Mots clés libres

Acide nucléique aptamères

SELEX

Petites molécules

Électrophorèse capillaire

Nanoparticules d'or

Polarisation de fluorescence

Nucleic acid aptamers

SELEX

Small molecules

Capillary electrophoresis

Gold nanoparticles

Fluorescence polarization

Résumé

La détection de petites molécules est d'un grand intérêt dans les domaines pharmaceutique, environnemental, alimentaire et de la biologie clinique. Les aptamères, sélectionnés par la méthode SELEX (pour Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment), sont des oligonucléotides qui se lient à une cible donnée avec une affinité et une spécificité importantes. L'objectif de ce travail est d'établir de nouvelles méthodologies analytiques basées sur l'utilisation des aptamères pour la détection de petites molécules. Dans un premier temps, une méthodologie par électrophorèse capillaire, dérivée du concept de déplacement du brin complémentaire de l'aptamère, est décrite pour la détection simultanée de plusieurs analytes dans un seul capillaire. La deuxième étude se focalise sur le développement d'un aptacapteur colorimétrique simple, rapide et peu coûteux, qui utilise le concept général de protection enzymatique de l'aptamère et les nanoparticules d'or en tant que système de transduction. Enfin, deux méthodes par polarisation de fluorescence, basées sur le concept de déplacement (du brin complémentaire ou de l'aptamère lui-même), sont présentées afin d'accroitre les potentialités des aptacapteurs dédiés à la détection des petites molécules.

Small biomolecule detection is of great interest and importance in the pharmaceutical, environmental, food and clinical fields. Aptamers, selected by SELEX (Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment), are oligonucleotides that bind to a target with high affinity and specificity. The objective of the work is to establish novel methodologies of aptamer-based assays for the small biomolecule detection. In the first work, a rationalized capillary electrophoresis strategy, derived from the structure-switching aptamer concept, is described for the design of simultaneous detection of multiple analytes. The second work based on a gold nanoparticle colorimetric sensing strategy allows a rapid, label-free, homogeneous assay for small molecule using an aptamer enzymatic cleavage protection strategy. In the third work, two aptamer-based fluorescence polarization approaches, using the displacement concept, are described to improve the potentialities of the small molecule-dedicated aptasensors.