Qu'est-ce qu'un microréseau de génome?
La micropuce à génome, également connue sous le nom de micropuce à acide désoxyribonucléique (ADN), est un type de technologie génétique permettant aux scientifiques de déterminer les niveaux d'expression des gènes. Dans les organismes vivants, un gène est exprimé lorsque l'ADN de ce gène est décodé par une série de processus en une protéine, qui remplit une fonction spécifique dans une cellule. En mesurant les niveaux d'expression des gènes dans un échantillon donné, les chercheurs peuvent déterminer quels gènes sont les plus actifs. La technologie des micropuces est particulièrement utilisée en médecine pour en apprendre davantage sur les aspects génétiques de maladies telles que le cancer.
Lorsqu'un gène est exprimé dans un organisme, l'ADN est décodé en une protéine par une série d'étapes. Des segments du gène sont transcrits sur une matrice d’acide ribonucléique messager (ARNm), une molécule simple brin complémentaire d’un brin de la molécule d’ADN originale. Cet ARNm transporte l'information génétique du noyau de la cellule vers le site de synthèse des protéines. Une micropuce du génome révèle quels gènes génèrent le plus grand nombre d’ARNm et, par extension, quels gènes fonctionnent au plus haut niveau d’expression.
La micropuce à génome est une puce de verre ou de silicium avec une série de points microscopiques d’ADN fixés à sa surface. Les séquences spécifiques de l'ADN, appelées sondes, sont choisies en fonction des gènes que les chercheurs souhaitent étudier. Une micropuce à génome entier contient des séquences provenant de tout le génome, tandis qu'une micropuce ciblée contient l'ADN de certains gènes seulement.
Dans la recherche sur les maladies, le microréseau serait utilisé de la manière suivante. Premièrement, un échantillon de tissu sain et de tissu malade serait prélevé sur le sujet. L'ARNm des deux échantillons serait isolé par une série de techniques chimiques. Chaque échantillon serait combiné à une solution de marquage différente composée de sous-unités connues sous le nom de nucléotides, modifiées pour inclure la fluorescence, qui se lieraient ensuite aux molécules d’ARNm pour créer un ADN complémentaire fluorescent (ADNc). Par exemple, l'échantillon malade peut être marqué avec une fluorescence rouge et l'échantillon sain avec une fluorescence verte.
Lorsque chaque échantillon est vidé sur une micropuce du génome, une partie de l'ADNc des échantillons s'hybride ou se lie à l'ADN présent sur la puce. Cela provoque l'apparition de couleurs et de niveaux de fluorescence différents. Si un gène dans un échantillon était très actif, par exemple, il produirait de nombreux ARNm, qui apparaitraient sur le microréseau sous forme d'une forte couleur fluorescente. En combinant les données visuelles de l'échantillon à l'aide d'un scanner, les chercheurs peuvent déterminer si un gène particulier est davantage exprimé dans le tissu malade ou dans le tissu sain.
Dans l'exemple ci-dessus, un point vert indiquerait que le gène était davantage exprimé dans les tissus sains, car la dominance de la fluorescence verte indique que les échantillons d'ARNs sains étaient plus nombreux que ceux qui étaient malsains. Un point rouge indique que le gène produisait plus d'ARNm dans le tissu malade et était plus actif dans des conditions pathologiques. Les points jaunes signifieraient que le gène est exprimé à peu près également dans les tissus sains et malades. Les chercheurs peuvent utiliser ces informations pour déterminer quels gènes sont plus actifs dans une cellule malade et comment de tels changements affectent les autres gènes de la cellule. Les microréseaux génomiques peuvent être utilisés non seulement pour la recherche et le diagnostic de maladies telles que le cancer et les maladies cardiaques, mais également pour apprendre comment les traiter par le biais d'une thérapie ciblée.