Auto-assemblage biologique et fonction des fils moléculaires A-D-A / D-A-D

1. Résumé du projet

Ce projet de recherche en équipe réunit des chercheurs canadiens de renom dans trois domaines: matériaux pi-conjuguée et électronique moléculaire (Perepichka), auto-assemblage biologique et nanotechnologie de l’ADN (Sleiman), imagerie chimique et processus redox intracellulaires (Cosa) dans le but de s’attaquer à un problème scientifiquede longue date: l’intégration de la biologie et de l’électronique. Plus précisément, nous allons développer une nouvelle famille de fils moléculaires (pMW) comprenant unnoyau formé de système conjugué-pi d’une longueur ~4 nm possedantune conductivité électronique élevée ainsi quedes unités d’assemblage supramoléculaires hydrophiles (telles que de courts résidus d’ADN) qui permettront leur insertion dans les membranes lipidiques. Une fois assemblés dans la membranecellulaire, ces pMW fourniront une connexion  avec des dispositifs électriques externes. La connection électrique entre l’intérieur et de l’extérieur de la cellule sera entièrement programmable (via l’ADN). Cela permettra au signal électrique d’être transmis à un stimulus chimique à l’intérieur de la cellule, et inversement, la signalisation chimique dans la cellule peut être lue (diagnostiquée) en utilisant un circuit électrique externe. Nous examinerons la conductivité de pMW avec les structures D-D-D vs A-D-A vs D-A-D (D = donneur d’électrons; A = accepteur d’électrons) en biais positif et négatif (pour le courant de trous et d’électrons respectivement). Cela nous permettra de comprendre comment la transmission électronique dépend de la distribution des orbitales moléculaires.

Nous explorerons les comportements d’oxydoréduction cellulaires à l’aide d’électrodes microscopiques souples , de pointes d’AFM fonctionnalisées et de sondes fluorogéniques, celles-ci permettant l’observation optique du processus de transfert électronique.

Le projet contribuera directement à la formation de base de 3 étudiants diplômés et de 6 étudiants de premier cycle (2 chaque année) co-supervisés par les codemandeurs.