19/09/2014 - Des chercheurs du CICUS ont conçu un " nariz artificiel " pour détecter les différences d'ADN à partir d'un seul nucléaire.

Menéame

Selon la revue prestigieuse Small, la section des Frontispice, cette méthode d’identification des acides asphyxiants avec une résolution d’un seulvotide et basée sur la génération de modèles (codes de barre), s’inspire de notre système olfactif. Les différences dans le transport transmembrane peuvent être utilisées pour générer des modèles de fluorescence qui permettent ensuite la différenciation de molécules telles que l’ADN et l’ARN par la génération de modèles et/ou protocoles de reconnaissance.

El reconnaissance des modèles est le mécanisme utilisé par les mammifères dans la réception olfactive. En fait, les humains peuvent détecter des milliers (ou des millions) d’odeurs avec seulement des centaines de récepteurs olfactifs. Incompatible avec la reconnaissance un à un, le système olfactif génère des modèles de réponse qui forment une sensation d’arôme unique dans le cerveau. En d’autres termes, en réponse à la détection d’une molécule d’odeur, les récepteurs olfactifs "genèrent" un modèle qui est reconnu dans le cerveau. Ceci est connu sous le nom de capteurs de reconnaissance des modèles.

Par conséquent, cette méthodologie a un énorme potentiel pour l’amplification des différences dans les molécules très similaires. C’est ainsi qu’il a inspiré les chercheurs à développer leur propre système de détection basé par exemple sur la chimie des récepteurs et des cigares.

Cependant, les chercheurs du CIQUUS ont employé le transport de molécules d’ADN par des membranes de lipides (tels que les membranes cellulaires)pour générer différents modes de transport. Son hypothèse était que si un ADN long est transporté rapidement et à faible concentration, et qu’un ADN court est transporté lentement et à haute concentration, ces comportements différents pourraient être utilisés pour détecter et différencier les molécules d’ADN.

Les résultats de cette étude ont montré que l’amplification des différences observées lors des événements de transport a permis la différenciation des ADN avec une excellente résolution d’un seul nucléotide. L’intérêt de ces résultats est qu’ils peuvent servir de modèle dans la fabrication de nombreux systèmes de détection basés sur des modèles pour tout autre polymère d’importance biologique (ADN, ARN...), ce qui représente aujourd'hui un défi très important dans la biochimie.

Schéma: Identification d’acides chromés basée sur la génération de modèles (codes de barre), inspiré du système olfactif (crédits: E. Vázquez, CIQUUS).
 

Note technique

La détection et l’identification des polymères d’intérêt biologique, tels que l’ADN ou l’ARN, restent un défi majeur pour la biochimie. Le transport de polyanions (ADN) à travers la membrane de liposomes chargés de fluorophores peut être activé par de petites molécules amphiliques cationiques (activateurs). Les signaux fluorescents correspondants obtenus dans ce type d’expériences de transport sont différents, en fonction des molécules utilisées pour activer le transport de l’ADN.

Par conséquent, ces différences dans le transport peuvent être utilisées pour générer des modèles de fluorescence qui se révèlent distinctifs pour de petits activateurs non ionisés similaires. À cette fin, ce protocole permet la différenciation d’analytes similaires par le biais de protocoles de génération de modèle / de reconnaissance.

Dans ce nouveau travail, les chercheurs confirment que la même méthodologie peut également être utilisée pour générer des modèles de réponse à des doses uniques de différents polymères anioniques (ADN, ARN) de pertinence biologique. À cette fin, ils ont conçu "de novo" et développé une stratégie de synthèse pour la préparation de sommets dynamiques-amphiles pour l’activation du transport d’ADN à travers les bicouches lipidiques.

Les empreintes digitales fluorescentes (diagramme de dose-réponse) générées par des expériences de transport de particules permettent la différenciation d’une collection de micro-organismes avec une excellente matérialisabilité et précision, h

 

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