Santé

De l'ADN en code-barres

ActualitéClassé sous :génétique , médecine , technique d’identification génétique

Une nouvelle technique d'identification génétique a été développée dans des laboratoires suédois et danois. Notre génome pourrait donc être cartographié par nanofluidique sous la forme de 46 codes-barres, autant que de chromosomes.

Image d'une molécule d'ADN en « code-barres » : les zones sombres correspondent à des séquences riches en AT, et les zones claires à celles riches en GC. © Université de Lund / PNAS

L'ADN est un outil précieux dans plusieurs domaines : la médecine, pour le dépistage de maladies génétiques ou d'agents infectieux, mais aussi en justice puisqu'il peut permettre de confondre irréfutablement les auteurs de crimes.

Depuis la découverte de l’ADN, les méthodes d'identification des séquences sont passées de l'artisanat, avec le séquençage de seulement quelques centaines de nucléotides par jour (méthode de Maxam-Gilbert), à des méthodes industrielles automatiques où les machines peuvent traiter 600 millions de paires de bases (pyroséquençage 454).

Une nouvelle technologie vient de naître, rapide et peu coûteuse, qui pourrait permettre d'accélérer l'obtention d'informations génétiques. De plus, la technique est précise, puisqu'elle s'attaque à une molécule unique d'ADN, et non plus à un ensemble de molécules comme c'est actuellement le cas.

La technique, développée par nanofluidique à l'Université de Lund en Suède, permet d'obtenir une image de l'ADN sous forme de code-barres, spécifique de la composition nucléotidique de l'ADN. Elle débute par le dépliage de chacun des chromosomes contenus dans une cellule, dans un nanotunnel dessiné sur une puce. Ensuite, elle repose sur les propriétés physiques de l'ADN.

Les quatre nucléotides (les bases de l'ADN : l'adénine, la thymine, la cytosine et la guanine), forment des paires de bases qui relient les deux brins de l'ADN. L'adénine s'apparie à la thymine dans une liaison plus labile que celle formée par la cytosine et la guanine. Ces différences mènent à une cassure des liaisons A-T à une température plus basse que les liaisons G-C. En fonction de la température appliquée à la molécule d'ADN, les deux brins de l'ADN sont alors plus ou moins appariés, à l'image d'une fermeture à glissière cassée, qui est ouverte ou fermée en différents endroits.

Visualisation, à plus ou moins grande échelle (agrandissement de A à C), des différences d'intensité de fluorescence en fonction du positionnement sur le chromosome 12 humain. A. Profile de fusion du chromosome entier. B. Profile de fusion de la position 79.500.000 à la position 85.500.000. C. Agrandissement du profile de fusion de 500 kilopaires de bases. La courbe bleue superposée correspond à une partie de chromosome 12 clonée. © Université de Lund / PNAS

De nombreuses applications possibles

Pour distinguer les zones appariées des zones ouvertes, une molécule fluorescente particulière a été utilisée : elle est séquestrée dans les zones doubles-brins de l'ADN. La fluorescence est donc plus forte aux endroits où les deux brins sont appariés. Ce sont les différences de fluorescence sur toute la longueur de la molécule d'ADN qui dessinent le code-barres.

La technique, publiée dans le journal PNAS, semble très au point, puisque les chercheurs ont comparé les codes-barres obtenus expérimentalement à ceux calculés de manière théorique : la superposition est quasi-parfaite. Toutefois, seule une image globale de l'ADN est obtenue : il n'est pas possible de déterminer la séquence nucléotidique exacte.

Ses applications potentielles sont néanmoins nombreuses : des bases de données pourraient contenir tous les ADN connus sous la forme de code-barres, afin de faciliter l'identification de virus ou de bactéries présents chez un patient. Elle pourrait aussi aider à déterminer des anomalies chromosomiques, souvent causes de maladies génétiques, en comparant le code-barres d'un chromosome sain à celui d'un patient.

La technique, qui permet de visualiser individuellement chaque chromosome d'une seule cellule, peut aussi déterminer des différences génétiques entre deux cellules au sein même d'une population cellulaire, chose irréalisable avec les autres technologies de séquençage. C'est par exemple important pour comprendre la résistance au traitement de cellules cancéreuses, dont l'hétérogénéité génétique pourrait être en cause.

Abonnez-vous à la lettre d'information La quotidienne : nos dernières actualités du jour.

!

Merci pour votre inscription.
Heureux de vous compter parmi nos lecteurs !

Cela vous intéressera aussi