Des chimistes de l'Université nationale de Singapour (NUS) ont découvert une nouvelle utilisation de l'acide désoxyribonucléique (ADN), non seulement comme matériel génétique, mais aussi comme outil permettant une production plus efficace de composés médicinaux. Certaines parties de l'ADN, appelées phosphates, peuvent agir comme de minuscules « mains » qui guident les réactions chimiques pour produire sélectivement la version souhaitée en image miroir d'un composé.
De nombreux composés médicinaux sont chiraux, ce qui signifie qu’ils se présentent sous deux formes d’image miroir, comme la main droite et la main gauche, qui peuvent se comporter très différemment dans le corps. Il s’agit d’un aspect important car de nombreux médicaments n’agissent que sous une de leurs formes en miroir. Par exemple, la version « droitier » pourrait guérir une maladie, tandis que la version « gaucher » pourrait être inefficace, voire nocive. Créer la bonne version est souvent difficile, mais cette nouvelle approche basée sur l’ADN pourrait rendre le processus plus simple et plus respectueux de l’environnement.
Dans les organismes vivants, l’ADN et les protéines s’attirent naturellement parce que les groupes phosphate de l’ADN sont chargés négativement, tandis que de nombreux éléments constitutifs des protéines sont chargés positivement. L'équipe de recherche, dirigée par le professeur adjoint Zhu Ru-Yi du département de chimie de la NUS, a exploré si cette même attraction pouvait être utilisée pour contrôler et diriger les réactions chimiques afin de produire les produits requis.
Ils ont découvert que certains groupes phosphate de l’ADN peuvent attirer et guider des réactifs chargés positivement lors d’une réaction chimique. Ceci est similaire à un aimant tirant doucement une perle métallique dans la bonne orientation. Cet effet « d'appariement d'ions » maintient les réactifs proches et dans une orientation particulière, orientant la réaction d'une manière spécifique pour produire un seul produit en image miroir. L’équipe a démontré cet effet sur plusieurs types différents de réactions chimiques.
Pour comprendre exactement quelles parties de l'ADN étaient responsables, les chercheurs ont développé une nouvelle méthode expérimentale appelée « PS scanning ». Les chercheurs ont systématiquement remplacé les phosphates individuels ainsi que l’ADN par des sosies étroitement apparentés, puis ont répété les réactions. Si le changement d'une position particulière entraînait une baisse de la sélectivité, cela indiquait que le phosphate d'origine sur ce site était important pour guider la réaction.
Des simulations informatiques ont été réalisées en collaboration avec le professeur Zhang Xinglong de l'Université chinoise de Hong Kong pour valider ces résultats. La recherche a été publiée dans la revue Catalyse naturelle le 31 octobre 2025.
Le professeur adjoint Zhu a déclaré : « La nature n'utilise jamais les phosphates d'ADN comme catalyseurs, mais nous avons montré que s'ils sont conçus correctement, ils peuvent agir comme des enzymes artificielles.
« En plus d'être une avancée conceptuelle, cette méthode pourrait rendre la fabrication de produits chimiques plus durable et plus respectueuse de l'environnement, en particulier pour la production de molécules complexes et de grande valeur utilisées dans les produits pharmaceutiques. »
Pour l’avenir, l’équipe prévoit d’explorer davantage de façons d’utiliser les phosphates d’ADN pour créer des composés chiraux destinés au développement de médicaments.
