Illustration du « nez » chimique détectant une structure G-quadruplexe. Crédit :Richard Hooley/UCR
De petits changements dans la structure de l'ADN ont été impliqués dans le cancer du sein et d'autres maladies, mais ils ont été extrêmement difficiles à détecter, jusqu'à maintenant.
En utilisant ce qu'ils décrivent comme un « nez chimique, " Les chimistes de l'UC Riverside sont capables de " sentir " lorsque des morceaux d'ADN sont repliés de manière inhabituelle. Leurs travaux de conception et de démonstration de ce système ont été publiés dans la revue Chimie de la nature .
"Si une séquence d'ADN est repliée, il pourrait empêcher la transcription d'un gène lié à ce morceau particulier d'ADN, " a déclaré l'auteur de l'étude et professeur de chimie UCR Wenwan Zhong. " En d'autres termes, cela pourrait avoir un effet positif en faisant taire un gène susceptible de provoquer le cancer ou de favoriser des tumeurs. »
Inversement, Le repliement de l'ADN pourrait également avoir un effet négatif.
"Les plis d'ADN pourraient potentiellement empêcher la production de protéines virales pour minimiser la réponse immunitaire, " dit Zhong.
Étudier comment ces plis pourraient impacter les êtres vivants, soit positivement, soit négativement, exige d'abord que les scientifiques détectent leur présence. Pour faire ça, Le professeur de chimie organique UCR Richard Hooley et ses collègues ont modifié un concept qui a déjà été utilisé pour détecter d'autres choses, tels que les composants chimiques dans différents millésimes de vin.
Les produits chimiques du système pourraient être conçus pour rechercher presque n'importe quel type de molécule cible. Cependant, la façon dont le "nez" est généralement utilisé, il n'a pas pu détecter l'ADN. Une seule fois que le groupe de Hooley a ajouté un supplément, des composants non standard pourraient le nez flairer sa cible d'ADN.
Illustration du système répondant à la détection G-quadruplex. Crédit :Richard Hooley/UCR
"Les humains détectent les odeurs en inhalant de l'air contenant des molécules odorantes qui se lient à de multiples récepteurs à l'intérieur du nez, " Hooley a expliqué. " Notre système est comparable car nous avons plusieurs récepteurs capables d'interagir avec les plis d'ADN que nous recherchons. "
Le nez chimique est composé de trois parties :molécules hôtes, molécules invitées fluorescentes, et l'ADN, qui est la cible. Lorsque les plis souhaités sont présents, l'invité brille, alerter les scientifiques de leur présence dans un échantillon.
L'ADN est composé de quatre acides nucléiques :la guanine, adénine, cytosine et thymine. La plupart du temps, ces acides forment une structure en double hélice ressemblant à une échelle. Les régions riches en guanine se replient parfois de manière différente, créant ce qu'on appelle un G-quadruplex.
Les parties du génome qui forment ces structures quadruplexes sont extrêmement complexes, bien que les chercheurs de l'UC Riverside aient découvert que leurs plis sont connus pour réguler l'expression des gènes, et ils jouent un rôle clé dans le maintien de la santé des cellules.
Pour cette expérience, les chercheurs ont voulu démontrer qu'ils pouvaient détecter un type spécifique de quadruplex composé de quatre guanines. L'ayant fait, Zhong a déclaré que l'équipe de recherche essaiera de s'appuyer sur leur succès.
"Maintenant, nous pensons que nous pouvons faire plus, " dit-elle. " Il y a d'autres structures tridimensionnelles dans l'ADN, et nous voulons aussi les comprendre."
Les chercheurs examineront comment les forces qui endommagent l'ADN affectent la façon dont ils se replient. Ils étudieront également le repliement de l'ARN, car l'ARN remplit des fonctions importantes dans une cellule.
"L'ARN a des structures encore plus complexes que l'ADN, et est plus difficile à analyser, mais comprendre sa structure a un grand potentiel pour la recherche sur les maladies, " dit Zhong.
