Iodure de propidium - Définition

Introduction

Iodure de propidium
Général
Nom IUPAC
No CAS	25535-16-4
No EINECS	247-081-0
PubChem	424898
SMILES
InChI
Apparence	solide: rouge sombre; en solution: rouge foncé à orange selon la concentration.
Propriétés chimiques
Formule brute	C27H34I2N4
Masse molaire	668,3946 ± 0,0248 g·mol-1
Propriétés physiques
T° fusion	210 à 230 °C (décomposition)
Propriétés optiques
Fluorescence	λexcitation 305 nm et 538 nm; λémission 617 nm
Précautions
Directive 67/548/EEC
Xi
Phrases R : 36/37/38,
Phrases S : 26,
Écotoxicologie
DL	16 mg·kg-1 (souris, s.c.)
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

L'iodure de propidium (IP ou PI pour propidium iodide) est un agent intercalant des acides nucléiques (l'ADN ou l'ARN) et une molécule fluorescente ayant une masse moléculaire de 668,403 Da. L'IP est couramment utilisé comme marqueur de l'ADN afin de marquer le noyau des cellules ayant perdu leur intégrité membranaire (phénomène caractéristique de la nécrose).

Utilisation en biologie moléculaire

A l'instar du bromure d'éthidium (BEt), l'iodure de propidium (IP) est un agent d'intercalation utilisé comme marqueur des acides nucléiques. Il se lie aux bases de l'ADN avec peu ou pas de spécificité de séquence et suivant une stœchiométrie d'une molécule pour 4-5 paires de bases. L'IP peut aussi se lier à l'ARN mais un traitement à l'aide de nucléases (DNase) s'avère alors nécessaire afin de dégrader l'ADN et d'éviter ainsi tous faux positifs. Par ailleurs, une molécule d'IP se liant aux acides nucléiques est 20 à 30 fois plus fluorescente qu'une molécule libre en solution, le maximum d'excitation étant décalé d'environ 30 à 40 nm vers le rouge et le maximum d'émission décalé d'environ 15 nm vers le bleu. L'IP est utilisé en imagerie cellulaire (microscopie à fluorescence, microscopie confocale), en cytométrie en flux ou encore en fluorométrie.

Son utilisation principalement en imagerie cellulaire et en cytométrie en flux s'explique par sa relative lipophobie. En effet, contrairement au bromure d'éthidium qui a la capacité de traverser relativement facilement les membranes plasmiques, l'IP par son second ammonium quaternaire possède une lipophobie (ou hydrophilie) relativement plus élevée. Ceci fait de lui un puissant marqueur de la viabilité cellulaire : en effet, une cellule viable possède une intégrité membranaire, l'IP ne pouvant alors pénétrer et se lier à l'ADN présent dans la cellule, au contraire d'une cellule morte dont la membrane perméabilisée pourra laisser entrer l'IP qui se liera à l'ADN. Par ailleurs, l'IP peut être utilisé en parallèle d'autres marqueurs fluorescents (techniques du multimarquage). Ainsi l'IP est compatible avec des marquages directs ou indirects par anticorps, avec des marquages en hybridation in situ ou bien encore avec des marquages utilisant des fluorophores spécifiques de structures cellulaires.

Détection des phénomènes de nécrose et d'apoptose

En cytométrie en flux, l'IP permet de distinguer facilement les cellules vivantes des cellules mortes. Mais il est possible de distinguer dans les populations de cellules mortes, les sous-populations de cellules nécrotiques et de cellules apoptiques. Pour cela, il est nécessaire de réaliser un double marquage à l'aide d'un second fluorophore : une annexine fusionnée à la GFP. Ce marquage se base sur un phénomène caractéristique ayant lieu au sein des cellules apoptotiques : l'inversion des feuillets lipidiques de la membrane cytoplasmique. Cette inversion entraîne l'exposition vers le milieu extérieur de phospholipides modifiés habituellement absents, parmi lesquels les phosphatidylsérines. Or les annexines sont une famille de molécules impliquée dans la signalisation cellulaire et ayant la capacité de se fixer à ces phosphatidylsérines. Ainsi, en utilisant une annexine fusionnée à la GFP, il est possible de distinguer les cellules apoptiques (marquées seulement à l'annexine5) des cellules nécrotiques (marquées avec l'annexine et marquées avec l'IP).

Détection des parois cellulaires chez les végétaux

Fig 1. Image en microscopie à fluorescence de la croissance de primordia racinaires ches Arabidopsis thaliana. Les primordia sont marquées par la GFP (vert), la paroi cellulaire par l'IP (rouge)

Une des applications de l'IP en biologie végétale concerne le marquage des parois cellulaires. En effet, il est possible d'observer, suite au marquage à l'IP, le contour des cellules, l'IP restant autour des cellules au sein de la paroi du tissu végétale observée. On peut ainsi par exemple observer en microscopie confocale le contour des cellules du tissu racinaire des graines d'Arabidopsis thaliana. Il est alors possible de localiser avec précision dans quelle partie de la racine peut s'exprimer un gène d'intérêt si ce dernier a été fusionné avec le gène codant la GFP.