Révolution en conception moléculaire : des hélices chirales commutables inspirées de l'ADN révélées à Tokyo

ParisDes chercheurs de l'Université des sciences de Tokyo ont fait une découverte majeure en fabricant une nouvelle forme de molécule appelée monométallofoldamères à double hélice. Ces molécules sont capables de modifier leur forme, ce qui les rend extrêmement utiles. Elles sont stables et peuvent être facilement contrôlées. Cette avancée pourrait mener à de nombreuses applications, telles que la création de matériaux aux propriétés ajustables et le développement de nouveaux systèmes de traitement de l'information moléculaire.

L'innovation consiste en un complexe où un ion métallique central est entouré d'hélices. La structure peut changer de sens, s'enroulant à gauche ou à droite, en fonction du solvant utilisé. Cette faculté permet de créer des matériaux avec des propriétés chirales spécifiques selon les conditions extérieures.

Principales caractéristiques de ces monométallofoldamères :

• Hélicité réversible en fonction de solvants achiraux
• Grande stabilité et ajustabilité
• Capacité de réplication et de transmission des propriétés chirales

Cette découverte représente une avancée majeure dans les matériaux chiraux. Les molécules en forme de spirale traditionnelles ne peuvent généralement pas inverser leur direction de torsion facilement, en particulier de manière contrôlée. Cette trouvaille pourrait ouvrir la voie à de nouvelles méthodes de gestion des structures complexes, similaires à l'ADN, mais avec potentiellement de meilleures caractéristiques.

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Le professeur Hidetoshi Kawai et son équipe ont utilisé des brins avec des unités en forme de L pour créer des structures hélicoïdales. La cristallographie aux rayons X a révélé que ces structures forment une double hélice avec un cation de zinc en son centre. Leur recherche a démontré que ces hélices peuvent se déplier à haute température et se replier à basse température, montrant une stabilité dynamique.

Ces découvertes ont des applications pratiques. Dans des solvants non polaires comme le toluène, l'hexane ou l'éther diéthylique, les hélices adoptent une forme gauchère (forme M). Dans des solvants basiques de Lewis tels que l'acétone ou le DMSO, elles se transforment en une forme droitière (forme P). L'ajout de chaînes chirales à un brin de l'hélice peut transmettre cette chiralité à un brin non chiral, renforçant ainsi le signal chiral.

Cette capacité de commutation et de transmission chirale ouvre la voie à de nombreuses applications passionnantes :

• Création de capteurs chiraux avancés
• Développement de matériaux aux propriétés optiques modulables
• Approches innovantes pour les systèmes de traitement de l'information moléculaire

Maîtriser la forme des molécules peut permettre de créer des systèmes organisés semblables à ceux de la nature. Cela peut mener à des avancées en science des matériaux et en biologie synthétique. Cette découverte constitue une étape majeure vers la création de systèmes moléculaires artificiels aussi efficaces que l'ADN naturel.