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  • Les nanopores pourraient cartographier de petits changements dans l'ADN qui signalent de grands changements dans le cancer

    Des chercheurs de l'Université de l'Illinois ont développé une méthode pour détecter et cartographier la méthylation de l'ADN, qui peut être un signe de cancer, en enfilant l'ADN à travers un petit trou dans une fine feuille de matériau conducteur avec un courant le traversant. Crédit :Aditya Sarathy

    Détecter précocement le cancer, tout comme les changements commencent dans l'ADN, pourrait améliorer le diagnostic et le traitement ainsi que notre compréhension de la maladie. Une nouvelle étude menée par des chercheurs de l'Université de l'Illinois décrit une méthode pour détecter, compter et cartographier de minuscules ajouts à l'ADN appelés méthylations, qui peut être un signe avant-coureur de cancer, avec une résolution sans précédent.

    La méthode enfile des brins d'ADN à travers un petit trou, appelé nanopore, dans une feuille de matériau atomiquement mince traversée par un courant électrique. L'étude a été publiée dans le premier numéro de la revue Matériaux et applications 2D npj , une nouvelle revue de Nature Press.

    "Une ou quelques méthylations, ce n'est pas grave, mais s'il y en a beaucoup et qu'ils sont serrés les uns contre les autres, alors c'est mauvais, " a déclaré le responsable de l'étude Jean-Pierre Leburton, professeur de génie électrique et informatique à l'Illinois. "La méthylation de l'ADN est en fait un processus de départ pour le cancer. Nous voulons donc détecter combien d'entre eux il y a et à quel point ils sont proches les uns des autres. Cela peut nous dire à quel stade se trouve le cancer."

    D'autres tentatives d'utilisation de nanopores pour détecter la méthylation ont été limitées en résolution. Les chercheurs commencent par percer un petit trou dans une feuille plate de matériau d'une épaisseur d'un atome ou d'une molécule seulement. Le pore est immergé dans une solution saline et un courant électrique est appliqué pour conduire la molécule d'ADN à travers le pore. Des creux dans le courant alertent les chercheurs qu'un groupe méthyle est en train de traverser. Cependant, quand deux ou trois sont rapprochés, le pore l'interprète comme un signal, dit Leburton.

    Le groupe de l'Illinois a essayé une approche légèrement différente. Ils ont appliqué un courant directement à la feuille conductrice entourant le pore. En collaboration avec Klaus Schulten, professeur de physique à l'Illinois, Le groupe de Leburton au Beckman Institute for Advanced Science and Technology de l'Illinois a utilisé des simulations informatiques avancées pour tester l'application de courant à différents matériaux plats, tels que le graphène et le bisulfure de molybdène, comme l'ADN méthylé a été enfilé à travers.

    "Nos simulations indiquent que mesurer le courant à travers la membrane au lieu de simplement la solution qui l'entoure est beaucoup plus précis, " dit Leburton. " Si vous avez deux méthylations proches l'une de l'autre, même à seulement 10 paires de bases, vous continuez à voir deux creux et aucun chevauchement. Nous pouvons également cartographier où ils se trouvent sur le brin, afin que nous puissions voir combien il y en a et où ils sont.

    Le groupe de Leburton travaille avec des collaborateurs pour améliorer l'enfilage de l'ADN, réduire le bruit dans le signal électrique et réaliser des expériences pour vérifier leurs simulations.


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