Le transport sélectif d’ions et de molécules à travers les bicouches lipidiques est un processus clef supportant de nombreuses fonctionalités cellulaires. Par exemple, les canaux à ions biologiques peuvent être couplés à une source d’énergie pour fonctionner hors équilibre thermodynamique et générer des gradients de concentration (telle que la pompe ATPase Ca2+ dans le réticulum sarcoplasmique). Les nanopores de synthèse ont également montré récemment des propriétés applicatives très intéressantes pour les processus de détection, de séparation et de délivrance. Cependant, l’ingénierie de nanopores artificiels capables de fonctionner hors équilibre thermodynamique, et possiblement de créer des gradients de concentration, n’est pas accessible par les technologies actuelles. Le projet CORNERSTONE a pour objectif d’équiper de tels canaux artificiels avec des moteurs moléculaires rotatifs photoactivés et de réguler le transport d’ions et d’eau à travers une bicouche lipidique. Le projet se concentrera sur le fonctionnement mécanique hors équilibre de ces objets pour contrôler les propriétés du transport, possiblement contre des gradients de concentration. La mise au point rationnelle et la compréhension complète de ces structures actives seront mises en œuvre à travers trois classes de transporteurs: canaux à cations, à anions, et à eau. Le programme de recherche du projet CORNERSTONE explorera les possibilités offertes par ces nouveaux nanoobjets dynamiques à travers 3 axes complémentaires incluant (i) la synthèse d’une série de précurseurs moléculaires combinant divers moteurs photoactivables et ligands pour la formation des canaux; (ii) la mesure et la rationalisation de l’efficacité du transport à travers la membrane à l’aide de différents dispositifs; et (iii) la détermination précise du fonctionnement du moteur en relation avec le mécanisme de transport.

Participants:

Institut Charles Sadron (UPR 22), Strasbourg : N. Giuseppone (coordinator), E. Moulin

Institut Européen des Membranes (UMR 5635), Montpellier : M. Barboiu, E. Petit

Laboratoire Lorrain de Chimie Moléculaire (UMR 7053), Nancy : A. Pasc, Y. Bernhard, S. Parant