Évolution systématique d'aptamères fractionnés par enrichissement exponentiel à partir de bibliothèques de fragments – SPLITEX

Le diagnostic et le traitement des maladies nécessitent la reconnaissance moléculaire des structures cibles avec une grande spécificité. Les motifs de repliement des acides nucléiques et leur capacité de reconnaissance sont en première ligne dans la lutte contre les maladies nouvelles ou récemment découvertes, et la facilité et la rapidité avec lesquelles ces motifs de repliement peuvent être identifiés font la différence entre l'échec et le succès. La sélection in vitro est la méthode de choix pour réaliser ces découvertes. L'assemblage de fragments d'oligonucléotides plutôt que la sélection de brins entier est un concept nouveau et innovant, mais aucune stratégie viable n'est pour le moment disponible. Ce n'est que lorsque des liaisons covalentes dynamiques sont formées lors de l'assemblage des fragments sur une cible que le niveau requis d'affinité et de sélectivité peut être verrouillé. Le développement d'une telle méthode d'assemblage covalent dynamique sur la cible est l'objectif du projet de recherche proposé. La méthode choisie exploite les propriétés uniques des acides boroniques et de l'ARN de manière synergique. Les propriétés intrinsèques des esters de boronate, basées sur les interactions réversibles de formation de liaisons covalentes entre les acides boroniques et les diols en milieu aqueux, ont conduit à une large gamme d'applications, notamment la détection, la séparation et la purification de l'ARN, ainsi que l'administration de siRNA. Notre consortium a déjà démontré que les esters de boronate, formés par la réaction d'un oligonucléotide portant un groupement d'acide boronique 5'- avec le cis-diol 3'-terminal d'un autre oligonucléotide, soutiennent l'assemblage d'architectures d'acides nucléiques fonctionnelles. En particulier, nous avons montré que la formation d'esters de boronate dirigée par une matrice est capable de restaurer l'activité d'enzymes à base d'ADN et d'ARN fractionnés, ainsi que celle d'un aptamère fluorescent de type light-up fractionné. L'objectif principal du projet SPLITEX est de développer et de démontrer une méthodologie innovante pour la sélection directe de systèmes divisés à partir d'une bibliothèque d'oligonucléotides courts modifiés par un acide 5'-boronique. La facilité de formation d'esters de boronate réversibles est particulièrement attractive pour faciliter l'assemblage de fragments ayant une affinité individuelle modeste et les souder en une structure covalente qui se lie avec une sélectivité exceptionnelle. La sélection d'aptamères fractionnés contre de nouvelles cibles est le point culminant de notre projet, qui fournira des éléments essentiels et complémentaires aux approches de sélection classiquement utilisées, tout en permettant l'utilisation de séquences plus courtes avec moins de charges négatives. Le succès de ce projet dépend de la contribution des deux partenaires, combinant l'expertise dans la synthèse et la caractérisation d'assemblages dynamiques à base d'acides boroniques (partenaire français) avec l'expertise dans l'ingénierie de l'ARN et la conception d'aptamères et de ribozymes (partenaire allemand).