Publié le 23 juillet 2019
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Transient absorption profiles of pure diethylene glycol and ribothymidine solutions under ambient conditions.

Mehran Mostafavi est chercheur au Laboratoire de chimie physique (LCP – CNRS/Université Paris-Sud) et s’intéresse à la synthèse et aux propriétés des nanosystèmes ainsi qu’à la chimie sous rayonnements ionisants et des réactions ultrarapides. Ses récents travaux apportent un éclairage sur les cassures des bases d’ADN par l’attaque d’électrons et l’importance du solvant.

Au sein du Laboratoire de chimie physique (LCP – CNRS/Université Paris-Sud), Mehran Mostafavi est responsable de l’équipe « Actes chimiques élémentaires en phase condensée ». Cette équipe travaille depuis de nombreuses années sur des phénomènes de transferts d’électrons en solution à partir de nanosystèmes. Ces transferts se font de manière très rapide, de l’ordre de la femtoseconde ou picoseconde (10-15 à 10-12 seconde), ce qui les rend très complexes à mesurer.

Pour exciter les molécules, l’équipe de Mehran Mostafavi accélère les électrons et les dirige vers les solutions contenant les espèces à étudier. À l’origine, l’équipe était spécialisée dans l’étude des systèmes inorganiques. « Auparavant, nous ne travaillions pas du tout sur des systèmes biologiques. Mais à la faveur de conférences, j’ai remarqué qu’il y avait beaucoup d’études d’attaques d’électrons sur des bases de l’ADN », souligne le chercheur. Ces travaux montraient qu’avec une certaine énergie cinétique apportée aux électrons, les bases de l’ADN se cassaient. Ceci offre de nombreuses possibilités en termes d’applications médicales.

À partir de ces études, Mehran Mostafavi et ses collaborateurs ont cependant soulevé quelques limites : la plupart des études ont été menées en phase gazeuse et les déductions réalisées pas assez abouties. Avec ce préambule, l’équipe a mis en place une série d’expériences pour étudier le rôle de la solvatation des électrons afin de savoir si les électrons solvatés agissent de la même manière que ceux qui ne le sont pas. Ils ont démontré pour la première fois que les électrons avant solvatation induisent une cassure des liaisons composant les bases d’ADN.

Ils ont également mené d’autres études sur l’influence du solvant. L’utilisation d’eau, pour se rapprocher des systèmes biologiques, est contraignante pour l’analyse car elle induit très aisément une dissipation de l’énergie sous forme de chaleur. L’utilisation d’un solvant moins favorable aux pertes calorifiques, comme le diéthylène glycol, facilite l’attaque des bases de l’ADN par les électrons non solvatés.

Grâce à des collaborations avec des équipes de recherche basées aux États-Unis et au Japon, les chercheurs ont réalisé des expériences complémentaires afin de vérifier les mesures faites en France. M. Mostafavi confie : « La science est globale et mondiale, les collaborations sont toujours très enrichissantes. »

Obtenir ces résultats et les publier a été un travail de longue haleine : les systèmes précédemment étudiés dans l’équipe étant principalement inorganiques et les expériences réalisées très sophistiquées et non triviales, il a fallu adapter les mesures. « En recherche, on a des moments difficiles, mais il faut persévérer. Il faut être confiant et surtout analyser chaque résultat, comme pour cet article », conclut Mehran Mostafavi.

Jun Ma, Anil Kumar, Yusa Muroya, Shinichi Yamashita, Tsuneaki Sakurai, Sergey A. Denisov, Michael D. Sevilla, Amitava Adhikary, Shu Seki & Mehran Mostafavi. Observation of dissociative quasi-free electron attachment to nucleoside via excited anion radical in solution. Nature Communications 10, Article number: 102 (2019).

 


Mehran MostafaviMehran Mostafavi a fait ses études à la faculté d’Orsay en chimie-physique avant de réaliser sa thèse sous la direction de Jacqueline Belloni. Après une année de en entreprise pour valoriser les résultats de sa thèse, il intègre le CNRS en tant que chargé de recherche. Plus tard, il passe le concours pour devenir professeur des universités au Laboratoire de chimie physique (LCP) à Orsay. Il est également directeur-adjoint scientifique au CNRS en charge des Grandes infrastructures de recherche de l’Institut de chimie du CNRS.