Mélanie Thomas
L’ADN peut imiter les fonctions des protéines en se repliant dans des constructions tridimensionnelles élaborées, selon une étude menée par des chercheurs de Weill Cornell Medication et du Nationwide Heart, Lung, and Blood Institute, qui fait partie des Countrywide Institutes of Well being.
Dans l’étude, publiée le 21 juin dans Mother nature, les chercheurs ont utilisé des strategies d’imagerie à haute résolution pour révéler la structure nouvelle et complexe d’une molécule d’ADN qu’ils ont créée et qui imite l’activité d’une protéine appelée protéine fluorescente verte (GFP). La GFP, dérivée de la méduse, est devenue un outil de laboratoire critical, fonctionnant comme une étiquette fluorescente ou une balise dans les cellules.
Les découvertes font avancer la science sur la façon dont l’ADN peut être transformé en formes complexes et aideront les chercheurs à construire de telles molécules d’ADN pour une variété d’applications en laboratoire et cliniques. Une étiquette fluorescente tout ADN qui imite la GFP, par exemple, serait souvent idéale pour marquer des morceaux d’ADN ciblés dans des études biologiques et dans des kits de take a look at de diagnostic, et serait relativement peu coûteuse à fabriquer.
“Ces découvertes changent vraiment notre compréhension de ce que nous pouvons faire avec l’ADN”, a déclaré le co-auteur de l’étude, le Dr Samie Jaffrey, professeur de pharmacologie Greenberg-Starr et membre du Sandra and Edward Meyer Cancer Centre de Weill Cornell Medicine.
L’ADN dans la nature existe principalement sous une forme double brin, “échelle torsadée” ou “hélicoïdale”, et sert de réserve relativement secure d’informations génétiques. Tous les autres processus biologiques complexes dans les cellules sont effectués par d’autres types de molécules, en particulier les protéines.
L’année dernière, le Dr Jaffrey et ses collègues ont rapporté avoir découvert une de ces molécules : un ADN straightforward brin qui se replie d’une manière qui lui permet d’imiter l’activité de la GFP. La molécule d’ADN, que le Dr Jaffrey a surnommée “laitue” pour la couleur de ses émissions fluorescentes, fonctionne en se liant à une autre petite molécule organique, un “fluorophore” potentiellement fluorescent similaire à celui au cœur de la GFP, et en la pressant dans un manière qui lively sa capacité à devenir fluorescente. Les chercheurs ont démontré la combinaison laitue-fluorophore comme étiquette fluorescente pour la détection rapide du SRAS-CoV-2, la lead to du COVID-19.
Le Dr Jaffrey et son équipe ont découvert la laitue en fabriquant de nombreux ADN very simple brin et en recherchant ceux qui avaient la capacité d’activation des fluorophores souhaitée. Mais ils ne savaient pas quelle composition la laitue utilisait pour acquérir cette capacité. Pour déterminer cette framework, ils se sont tournés – dans la nouvelle étude – vers leur collaborateur de longue date, le chercheur principal du NHLBI, le Dr Adrian R. Ferré-D’Amaré.
Dans la recherche dirigée par le Dr Luiz Passalacqua, chercheur au sein de l’équipe du Dr Ferré-D’Amaré, des procedures avancées d’imagerie structurale ont été utilisées, notamment la microscopie cryoélectronique, pour résoudre la construction de la laitue à une résolution à l’échelle atomique. Ils ont découvert qu’il se replie en une forme qui a en son centre une jonction à quatre voies d’ADN, d’un sort jamais vu auparavant, enfermant le fluorophore d’une manière qui l’active. Ils ont également observé que les repliements de la laitue sont maintenus ensemble par des liaisons entre les nucléobases – les éléments constitutifs de l’ADN souvent appelés “lettres” dans l’alphabet à quatre lettres de l’ADN.
“Ce que nous avons découvert, ce n’est pas l’ADN qui essaie d’être comme une protéine, c’est un ADN qui fait ce que fait la GFP, mais à sa manière”, a déclaré le Dr Ferré-D’Amaré.
Les chercheurs ont déclaré que les résultats devraient accélérer le développement de molécules d’ADN fluorescentes telles que la laitue pour des tests de diagnostic rapide ainsi qu’une foule d’autres programs scientifiques dans lesquelles une étiquette fluorescente à foundation d’ADN est souhaitable.
“Des études comme celle-ci vont être essentielles pour la création de nouveaux outils basés sur l’ADN”, a déclaré le Dr Jaffrey.
