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Une nouvelle technique pour accélérer la recherche en génétique

Des scientifiques de l'EPFL ont développé une technique basée sur la microfluidique susceptible de changer la donne en génétique, en rendant la caractérisation des protéines de liaison d'ADN plus rapide, plus précise et plus efficace. Cet outil a déjà permis de déterminer les propriétés de liaison d'ADN de plus de 60 facteurs de transcription, dont neuf nouveaux facteurs.

Les mammifères – humains compris – ont entre 1300 et 2000 facteurs de transcription, dont beaucoup se combinent avec d'autres en « hétérodimères », de manière à lier les gènes et induire leur transcription en ARN. Les hétérodimères sont estimés entre 3 000 et 25 000.

En conséquence, le nombre de combinaisons peut être très élevé. Comprendre leurs propriétés de liaison d'ADN, ainsi que leur affinité et leur spécificité pour l'ADN, est un aspect-clé pour exploiter à l’avenir les facteurs de transcription à des fins biotechnologiques ou pharmaceutiques. Cette nouvelle technique, appelée SMiLE-seq,  peut fortement accélérer le processus. La technique utilise la microfluidique, permettant de contrôler de minuscules quantités de liquide dans des espaces aussi minuscules. La microfluidique devient un domaine d'excellence à l'EPFL, réunissant un grand nombre de domaines et de disciplines différents. SmiLE-seq attache de petites quantités du facteur de transcription dans un microcircuit pourvu de canaux de la taille du micromètre.

Une fois qu’ils sont fixés à la surface du dispositif, une grande bibliothèque d'ADN aléatoire est délicatement pompée dans celui-ci et coule sur les facteurs de transcription. Cela permet aux facteurs de transcription de reconnaître leurs séquences ADN correspondantes. Après cela, le complexe facteur de transcription-ADN est capturé en faisant descendre une touche actionnée par microfluidique, tandis que l'ADN qui n'est pas lié est lessivé.

Ensuite, l'ADN lié est retiré du dispositif et préparé en vue de son séquençage, afin d'identifier quelle partie a été capturée par les facteurs de transcription. Cette information est soumise à un logiciel spécialisé qui permet aux chercheurs de travailler sur les propriétés de liaison d'ADN des facteurs de transcription ou d'hétérodimères. En retour, cela aide à mieux prédire leurs profils de liaison d'ADN in vivo.

SmiLE-seq offre trois avantages principaux : d'abord, elle réduit la quantité de facteurs de transcription requis pour ce type d'expérience, puisqu'elle n'a besoin que de picogrammes de facteurs. Deuxièmement, elle accélère considérablement le processus, de plusieurs jours à moins d'une heure. Finalement, SmiLE-seq n'est ni limitée par la longueur de la séquence ADN-cible, ni biaisée par des interactions plus fortes d'affinités protéines-ADN.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

EPFL

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