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Posté par Adrien le Lundi 22/12/2014 à 12:00
Un nouvel outil pour détecter l'ADN invisible
Des paléogénéticiens, des biologistes et des géologues du CNRS, de l'ENS de Lyon et de l'Université Claude Bernard Lyon 1 ont élaboré un nouvel outil permettant la détection de séquences d'ADN trop dégradées pour être étudiées via les méthodes biochimiques classiques (PCR). Cette approche est fondée sur la spectroscopie Raman. Menés par la plateforme PALGENE, l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le...) de génomique (La génomique est une discipline de la biologie moderne. Elle étudie le fonctionnement d'un organisme, d'un organe, d'un cancer, etc. à l'échelle du génome, et non plus limitée à...) fonctionnelle (En mathématiques, le terme fonctionnelle se réfère à certaines fonctions. Initialement, le terme désignait les fonctions qui en prennent d'autres en...) de Lyon et le Laboratoire de géologie (La géologie, du grec ancien γη- (gê-, « terre ») et λογος (logos,...) de Lyon: Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre planètes...), planètes et environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques...), ces travaux interdisciplinaires ouvrent de nouvelles opportunités dans de nombreux domaines. L'analyse des échantillons d'ADN qui étaient jusque-là trop altérés pourrait être utile aussi bien dans le domaine médico-légal que pour l'étude de l'ADN ancien en archéologie et en paléontologie (La paléontologie est la science qui étudie les restes fossiles des êtres vivants du passé et les implications évolutives de ces études.). Des applications dans le domaine médical sont également envisageables, en cancérologie (L'oncologie ou carcinologie ou cancérologie est la spécialité médicale d'étude, de diagnostic et de traitement des cancers. Un médecin qui pratique cette...) notamment, pour diagnostiquer des mutations spécifiques de l'ADN.


Un échantillon d'ADN en cours de mesure sur le spectromètre (Un spectromètre est un appareil de mesure permettant d'étudier de décomposer une quantité observée — un faisceau lumineux en spectroscopie, ou bien un mélange de molécules par...) Raman
© LGL - Plateforme Raman INSU

Des petites quantités d'ADN peuvent subsister après la mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si on a pu parler de la mort dans un sens cosmique plus général, incluant par exemple la mort des étoiles). Chez...) d'un organisme. Ainsi cet ADN peut être extrait de substrats organiques anciens (ossements, dents, bois, peaux, sédiments...) pour obtenir des informations génétiques, par exemple sur les espèces d'origine présente dans ces substrats. L'étude de l'ADN ancien - la paléogénétique- a conduit à des découvertes passionnantes en particulier grâce aux méthodes classiques d'amplification (On parle d'amplificateur de force pour tout une palette de systèmes qui amplifient les efforts : mécanique, hydraulique, pneumatique, électrique.) enzymatique comme la PCR (réaction de polymérisations enchainées). Cependant, il n'est pas rare qu'un échantillon d'ADN ancien ne réponde pas aux méthodes biochimiques classiques. L'échec de l'amplification enzymatique s'explique souvent par un niveau de dégradation de l'ADN trop important, qui bloque la progression de l'enzyme (Une enzyme est une molécule (protéine ou ARN dans le cas des ribozymes) permettant d'abaisser l'énergie d'activation d'une réaction et d'accélérer...) polymérase. En effet l'ADN ancien n'est pas tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) a fait identique à l'ADN du vivant ; il subit selon les conditions de préservation de nombreuses altérations chimiques, il est fragmenté et peut être accompagné de contaminants. La molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui représente...) d'ADN peut ainsi devenir réfractaire aux méthodes classiques de détection enzymatique. Il devient alors difficile de l'étudier sans faire appel à des méthodes enzymatiques de réparation parfois longues et onéreuses, sans garantie préalable de la présence de l'ADN recherché. Un outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son efficacité naturelle dans l'action. Cette augmentation se traduit par la simplification des actions entreprises, par une...) robuste aux altérations de l'ADN permettrait de diagnostiquer rapidement la présence d'ADN dans un échantillon.

C'est dans cette optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement électromagnétique et de ses relations avec la vision.) qu'a été développée (En géométrie, la développée d'une courbe plane est le lieu de ses centres de courbure. On peut aussi la décrire comme l'enveloppe de la famille des droites normales à la courbe.) la méthode d'hybridation/SERRS présentée dans le journal PlosOne. Fondée sur la spectroscopie vibrationnelle Raman, plus précisément le SERRS (Surface Enhanced Resonant Raman Spectroscopy), cette approche biophysique (La biophysique est une discipline à l'interface de la physique et la biologie où les outils d'observations des phénomènes physiques sont appliqués aux molécules d'intérêt biologique.) permet la détection de séquences d'ADN double-brin pour une espèce (Dans les sciences du vivant, l’espèce (du latin species, « type » ou « apparence ») est le taxon de base de la systématique. L'espèce...) donnée (Dans les technologies de l'information, une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction, d'un événement, etc.). Dans cette étude, une séquence d'ADN de chamois (Le chamois (Rupicapra rupicapra) est une espèce de mammifère de la famille des Bovidés et de la sous-famille des Caprinés. Les six sous-espèces reconnues vivent dans les zones...) Rupicapra rupicapra, comportant des degrés d'altération variables a été utilisée. Alors que les molécules les plus dégradées n'ont pas été amplifiées par PCR, elles ont été détectées avec succès par SERRS. Ces résultats montrent qu'il est ainsi possible d'accéder a de l'ADN qui présente un degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines suivants :) de dégradation élevé sans avoir recours a une méthode enzymatique. Élaboré par des paléogénéticiens du laboratoire PALGENE, des biologistes de l'Institut de Génomique Fonctionnelle (IGFL) et des géologues du Laboratoire de Géologie (LGL) à l'Ecole Normale Supérieure de Lyon, ce projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande...) interdisciplinaire (Un travail interdisciplinaire intègre des concepts provenant de différentes disciplines.) ouvre de nouvelles opportunités dans de nombreux domaines. La détection de l'ADN par une méthode totalement non-enzymatique ouvre la voie à l'analyse de nombreux échantillons qui jusqu'alors étaient trop dégradés. Des applications dans le domaine médical peuvent également être envisagées, en cancérologie notamment, ou l'approche hybridation/SERRS pourrait être appliquée comme outil de diagnostic (Le diagnostic (du grec δι?γνωση, diágnosi, à partir de δια-, dia-, „par, à travers, séparation, distinction“ et γν?ση, gnósi, „la connaissance“,...) de mutations spécifiques de l'ADN.

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Source: CNRS-INEE