Intégration de la logique de programmation dans les protéines : des biomatériaux intelligents qui calculent La plupart des biomatériaux « intelligents » d'aujourd'hui réagissent de manière simple, un à un : une entrée produit une sortie. Un hydrogel peut libérer un médicament lorsqu'il est exposé à la lumière, ou une nanoparticule peut se dégrader lorsqu'elle rencontre une certaine enzyme. Mais la biologie fonctionne rarement de manière isolée. Les cellules et les tissus traitent constamment plusieurs signaux à la fois, et les biomatériaux de prochaine génération devront faire de même : décider quand libérer, activer ou localiser une protéine uniquement si la bonne combinaison de déclencheurs est présente. Ryan Gharios et ses co-auteurs présentent un cadre qui rend cela possible. Au lieu de s'appuyer sur des synthèses chimiques lentes et à faible rendement, ils codent la logique AND/OR/OUI directement dans les protéines lors de l'expression recombinante. L'astuce consiste à utiliser des liaisons conçues dont la topologie définit le « portail » : des sites de coupure en série se comportent comme un OU, en parallèle comme un ET, et un seul site comme un OUI. Des protéases orthogonales servent d'« entrées », et le matériau libère sa cargaison protéique uniquement lorsque la condition logique programmée est remplie. Avec cette approche, l'équipe a mis en œuvre tous les 17 comportements logiques possibles à trois entrées et a même étendu cela à un opérateur à cinq entrées. Ils ont démontré une libération précise de protéines à partir de billes magnétiques, une livraison multiplexée à partir d'hydrogels, un marquage conditionnel des cellules HER2⁺, et des programmes intracellulaires qui décident si une protéine reste à la membrane ou diffuse dans le cytosol. La véritable avancée est l'évolutivité. Parce que la logique est codée génétiquement, les conceptions peuvent être rapidement compilées, produites dans des bactéries et purifiées à grande échelle, ouvrant la voie à des thérapies programmables, des échafaudages réactifs pour l'ingénierie tissulaire, et des systèmes biohybrides où des cellules vivantes et des matériaux calculent ensemble. Ce travail indique un avenir où les biomatériaux ne se contentent pas de répondre, mais décident réellement—apportant la logique booléenne des circuits numériques dans les systèmes vivants. Article :