Le docteur Alexander Sandahl, en collaboration avec le professeur Kurt Gothelf, le professeur Troels Skrydstrup et un certain nombre d'étudiants dans les groupes, a développé une méthode de production efficace et automatisée d'ingrédients pour la synthèse d'ADN. Crédit : Colourbox
Court synthétisé chimiquement L'ADN les séquences sont des ingrédients extrêmement importants avec d'innombrables utilisations dans les laboratoires de recherche, les hôpitaux et dans l'industrie, comme dans la méthode d'identification COVID-19. Les phosphoramidites sont des éléments de base nécessaires à la production de séquences d'ADN, mais ils sont instables et se cassent rapidement. Le docteur Alexander Sandahl (groupe du professeur Kurt Gothelf) a, en collaboration avec un chercheur du groupe du professeur Troels Skrydstrup, développé une nouvelle méthode brevetée pour fabriquer rapidement et efficacement les blocs de construction instables juste avant leur utilisation, et ainsi rationaliser la production d'ADN.
Les séquences d'ADN produites sont également appelées oligonucléotides. Ceux-ci sont largement utilisés pour l'identification de maladies, pour la fabrication de médicaments à base d'oligonucléotides et pour plusieurs autres applications médicales et biotechnologiques.
La forte demande d'oligonucléotides nécessite donc un procédé automatisé efficace pour leur production chimique. Ce processus repose sur les phosphoramidites, qui sont des composés chimiques qui ont l'inconvénient d'être instables à moins d'être stockés à -20 degrés idéaux. Celsius.
Les instruments utilisés pour la synthèse d'ADN ne sont pas capables de refroidir les phosphoramidites, et par conséquent il est inévitable que certains d'entre eux se dégradent après avoir été ajoutés à l'instrument.
Aperçu schématique de la stratégie de synthèse des phosphoramidites dans une configuration basée sur les flux. Crédit : Nature Commun 12, Artikel nr. 2760 (2021)
Éviter la dégradation indésirable d'ingrédients importants
Le professeur Kurt Gothelf et le professeur Troels Skrydstrup dirigent chacun un groupe de recherche en chimie organique, qui ont travaillé ensemble pour développer une technologie relativement simple mais efficace où la production de phosphoramidites peut être automatisée et intégrée directement dans l'instrument de synthèse d'ADN.
Cela évite à la fois la synthèse manuelle de ceux-ci, qui prendrait normalement jusqu'à 12 heures, ainsi que le problème du stockage des phosphoramidites instables. Le groupe de Gothelf a contribué avec son expertise dans la synthèse automatisée d'ADN et le groupe de Skrydstrup a contribué avec son savoir-faire avec des réactions chimiques qui ont lieu dans des liquides en écoulement continu (chimie en flux).
"Ce fut une collaboration très enrichissante qui est précisément l'une des valeurs fondamentales d'iNANO", déclare Kurt Gothelf, qui ajoute "et je voudrais également attribuer à Alexander Sandahl une grande partie du mérite de la réussite de ce projet, comme il a établi la collaboration et a développé et réalisé une grande partie des idées du projet.
Les résultats viennent d'être publiés dans la revue Nature Communications.
Dans le procédé de production de phosphoramidites, les nucléosides (matériaux de départ) sont rincés à travers un matériau solide (résine), qui peut potentiellement être entièrement intégré dans un processus automatisé dans l'instrument de synthèse d'ADN. La résine garantit que les nucléosides sont rapidement phosphorylés, de sorte que les nucléosides sont convertis en phosphoramidites en quelques minutes. A partir de la résine, les phosphoramidites sont automatiquement acheminés vers la partie de l'instrument qui est responsable de la synthèse de l'ADN.
Cela évite la dégradation des phosphoramidites, car ils sont d'abord produits juste avant qu'ils ne soient utilisés (à la demande), d'une manière plus rapide et plus efficace, basée sur le flux, qui peut potentiellement être automatisée et exploitée par des non-chimistes.
Référence : « Synthèse à la demande de phosphoramidite » par Alexander F. Sandahl, Thuy JD Nguyen, Rikke A. Hansen, Martin B. Johansen, Troels Skrydstrup et Kurt V. Gothelf, 12 mai 2021, Communications Nature.
DOI: 10.1038 / s41467-021-22945-z
La recherche est soutenue financièrement par la Fondation Lundbeck, la Fondation Novo Nordisk (CEMBID), le Fonds de recherche indépendant du Danemark et la Fondation nationale danoise pour la recherche (CADIAC).
