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Morphogénèse dans les systèmes moléculaires

Nous assemblons des systèmes chimiques à base d’acides nucléiques synthétiques (ADN et ARN) qui reproduisent des comportements dynamiques des réseaux et populations dans le vivant. Nous menons cette approche biomimétique avec deux objectifs. D’un côté, en étudiant des systèmes moléculaires simples qui émulent leurs analogues biologiques nous espérons pouvoir mieux comprendre l’emergence de comportements biologiques complexes -comme la régulation génétique ou la morphogénèse. D’un autre côté, ces systèmes dynamiques moléculaires peuvent être vus comme un nouveau type de matériau qui mime le vivant; des matériaux capables de s’adapter et de répondre de façon autonome à leur environnement.

Pour ce faire nous utilisons essentiellement des systèmes reposant sur des réactions d'hybridation d'acides nucléiques parce que leur réactivité peut être prédite facilement en utilisant les règles d'appariement dites Watson et Crick. Plus précisément, nous travaillons avec trois systèmes expérimentales qui sont puissants et complémentaires. 1) La boîte à outils PEN DNA, un langage de programmation moléculaire fondé sur des courts brins d'ADN et trois enzymes qui peut être tenu hors équilibre pendant des dizaines d'heures. 2) Des systèmes des transcription-translation qui fonctionnent en dehors d'une cellule vivante et qui nous premettent d'étudier la dynamique de réseaux de régulations génétique in vitro. 3) Des nanostructures d'ADN auto-assemblées selon la méthode de l'origami d'ADN. En plus de ces technologies moléculaires nous développons des techniques microfluidiques et de microstructuration pour le contrôle spatial et temporel des systèmes réactifs décrits ci-dessus.

Vous trouverez des informations plus détaillées dans notre page web dédiée: http://ljpmorpho.free.fr

Publications récentes

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-A. Zadorin, Y. Rondelez, G. Gines, V. Dilhas, G. Urtel, A. Zambrano, J.-C. Galas, A. Estevez-Torres, Synthesis and materialization of a reaction-diffusion French flag pattern, Nature chem., 2017 doi:10.1038/nchem.2770. Preprint on arxiv

-G. Gines, A. Zadorin, J.-C Galas, T. Fujii, A. Estevez-Torres, Y. Rondelez, Microscopic agents programmed by DNA circuits, Nature nano, 2017, doi:10.1038/nnano.2016.299

-Lee Tin Wah J, David C, Rudiuk S, Baigl D, Estévez-Torres, A, Observing and Controlling the Folding Pathway of DNA Origami at the Nanoscale, ACS nano, 2016.

-Estevez-Torres A, Biophysics: The expressionist movement, Nature Physics2015. News and views.

-Zambrano A, Zadorin AS, Rondelez Y, Estevez-Torres A, Galas JC, Pursuit-and-evasion reaction- diffusion waves in microreactors with tailored geometry, J. Phys. Chem. B, 119(17) :5349-5355, 2015.

-Zadorin AS, Rondelez Y, Galas J-C, & Estevez-Torres A, Synthesis of programmable reaction-diffusion fronts using DNA catalyzers. Phys. Rev. Lett. 2015 114(6). Highlighted in Nature nanotech, Physics and Chemistry world.

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-H. W. H. van Roekel, L. H. H. Meijer, Z. C. F. Garza, S. Masroor, A.  Estévez-Torres, Y. Rondelez, A. Zagaris, M. A. Peletier, P. A. J. Hilbers, T. F. A. de Greef, Automated Design of Programmable Enzyme-Driven DNA Circuits, ACS Synth. Biol. 2014.

-Padirac, A.; Fujii, T.; Estévez-Torres, A.; Rondelez, Y., Spatial Waves in Synthetic Biochemical Networks J. Am. Chem. Soc. 2013 135, 14586-14592. Cover

-Hasatani, K. ; Leocmach, M. ; Genot, A. J. ; Estevez-Torres, A. ; Fujii, T. ; Rondelez, Y., High- throughput and long-term observation of compartmentalized biochemical oscillators, Chem. Comm. 49, 8090-8092, 2013.

-J.-C. Galas, A.-M. Haghiri-Gosnet, A. Estévez-Torres, A nanoliter-scale open chemical reactor, Lab Chip, 11, 415-423, 2013.

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Publications

2017

Synthesis and materialization of a reaction-diffusion French flag pattern - Nature chem.
A. Zadorin , Y. Rondelez , G. Gines , V. Dilhas , G. Urtel , A. Zambrano , J.C. Galas , A. Estevez-Torres
  URL Full text PDF Bibtex doi:10.1038/nchem.2770
Microscopic agents programmed by DNA circuits - Nature Nano
G. Gines , A.S. Zadorin , J.C. Galas , T. Fujii , A. Estevez-Torres , Y. Rondelez
  URL Full text PDF Bibtex doi:10.1038/nnano.2016.299