(PhysOrg.com) -- En utilisant un système de canaux nanofluidiques et de microscopie à fluorescence multicolore, une équipe de chercheurs de l'Université Cornell a développé une méthode qui analyse la liaison de l'ADN et des protéines de liaison à l'ADN connues sous le nom d'histones à des emplacements spécifiques le long de molécules d'ADN individuelles. Les données générées par cette méthode renseignent sur l'état dit épigénétique d'une cellule, qui reflètent les différences dans les gènes qu'une cellule donnée exprime à un moment donné.
Cet effort de recherche a été dirigé par Paul Soloway, Doctorat., et Harold Craighead, Doctorat., qui est également le chercheur principal du Cornell University Physical Sciences-Oncology Center, l'un des huit centres nouvellement créés financés par le National Cancer Institute pour identifier et étudier les lois et principes physiques et biologiques qui guident le développement et la propagation du cancer. Les chercheurs ont publié les résultats de ce projet dans la revue Chimie analytique.
Chaque cellule du corps contient le même schéma génétique, mais ce qui différencie une cellule hépatique d'une cellule cardiaque, c'est une série de modifications de l'ADN, comme la méthylation, qui détermine l'ensemble spécifique de gènes qui sont exprimés dans un type spécifique de cellule. Ces modifications sont appelées épigénétiques, plutôt que génétique, changements car ils ne modifient pas la séquence de l'ADN, juste ses propriétés structurelles. Ces changements structurels déterminent quels gènes sont accessibles aux nombreuses protéines impliquées dans la transformation de l'information génétique en protéines spécifiques.
Il existe de nombreuses techniques que les chercheurs peuvent utiliser pour sonder de tels changements épigénétiques, mais ces méthodes nécessitent un grand nombre de cellules, Et ainsi, produire une image moyenne de l'état épigénétique. En outre, ces techniques ne peuvent pas étudier l'ensemble du génome, ils ne peuvent pas non plus examiner simultanément deux types différents de changements épigénétiques.
Pour résoudre ces limitations, l'équipe Cornell a créé un dispositif nanofluidique capable de faire circuler des molécules d'ADN individuelles à travers un canal et devant un détecteur capable d'enregistrer et d'analyser la fluorescence de l'ADN et de ses protéines associées en temps réel. Les chercheurs ont également démontré qu'ils peuvent prélever de l'ADN débarrassé de ses protéines, le marquer avec une molécule fluorescente qui se lie aux bases méthylées, et détecter des emplacements spécifiques de méthylation de l'ADN.
Dans cette série d'expériences, les chercheurs ont utilisé leur système nanofluidique pour révéler la fréquence et la coïncidence des changements épigénétiques dans des molécules d'ADN uniques. Les enquêteurs croient, cependant, qu'ils pourront modifier l'appareil pour trier rapidement les structures ADN-protéines en fonction de leurs signatures épigénétiques. Les fragments de chromatine triés pourraient ensuite être étudiés plus avant en utilisant tous les outils de l'ADN, y compris le séquençage de l'ADN.
son travail est détaillé dans un article intitulé, "Analyse épigénétique d'une molécule unique dans un canal nanofluidique." Un résumé de cet article est disponible sur le site Web de la revue.
