Des molécules de nanopores
Le projet GENOTYPING NANOPORES (Genotyping using solid-state nanopores and pepetide nucleic acid markers – a new tool for single-molecule molecular diagnostics) a mis au point une méthode de génotypage monomoléculaire révolutionnaire et abordable basée sur la reconnaissance des nanopores des acides nucléiques peptidiques (ANP). L'analyse de nanopores implique l'utilisation d'un voltage pour faire passer des molécules par un pore nanométrique dans une membrane entre deux électrolytes. Les changements de courant peuvent être mesurés lors du passage de molécules uniques dans le nanopore. Les chercheurs du projet GENOTYPING NANOPORES avaient déjà prouvé que les ANP pouvaient être détectés à l'aide de minuscules nanopores à l'état solide. Ils ont désormais amélioré la fabrication de nanopores, les rapports de signal sur bruit des mesures, et les stratégies biomoléculaires pour une invasion ANP efficace du nanopore. Pour une détection de spécificité élevée, les scientifiques ont utilisé des sondes ANP-gamma pour leur forte affinité à l'ADN. Les résultats démontrent que le signal courant-ion correspondant au passage d'une molécule d'ADN à double brin sur lesquels trois molécules d'ANP-gamma se sont liées affiche trois caractéristiques distinctes. Cela permet une identification et une quantification directe des molécules d'ADN à mesure qu'elles traversent le pore. Les chercheurs ont calibré la distance entre deux molécules d'ANP dans les paires de base. En temps réel, ils ont pu identifier et classer les gènes parmi les deux sous-catégories de VIH avec une similitude de plus de 92 %. La méthode de classification de nanopore a permis une distinction très précise et une quantification des deux variantes de VIH. L'approche a été élargie lors de la phase finale du projet. Les chercheurs ont ainsi pu créer une méthode plus générale pour le codage de l'ADN. Grâce à des balises moléculaires lumineuses capables de colorer les sondes propres à certaines séquences, le fluorochrome de la balise suivante émet des photons lors du dégrafage, qui sont ensuite détectés par un microscope spécifique. Cette méthode convient aux molécules d'ADN mono-brin (ADNss) et ARNss. Les conclusions ont d'ailleurs été publiées dans le prestigieux journal Nano Letters, 15, 745-752, 2015. L'impact sur la société sera vraisemblablement considérable, ouvrant ainsi la voie à de nombreuses possibilités pour des applications en temps réel dans le secteur biomédical. Outre la détection précoce du cancer dans l'ADN des tumeurs, ces méthodes peuvent être utilisées pour identifier rapidement les pathogènes résistant aux antimicrobiens et optimiser l'administration des antibiotiques. L'amélioration de la technologie permettra la création d'un appareil abordable, portable et à haut débit pour un grand nombre de situations de diagnostic en génomique.
Mots‑clés
Nanopore, séquençage de l'ADN, acides nucléiques peptidiques, codage de l'ADN, balises moléculaires
