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Un nouveau point de vue de l'ADN

globulefractaleUn Chercheur d' Harvard remporte le prix de la 3-D méthode de séquençage du génome pour une image en 3D montrant comment l'ADN s'emballe hermétiquement dans une structure connue sous le nom de "globule fractale".

«La structure est unique en ce que le génome est complètement dénoué et que malgré la façon dont densément il est emballé, on peut accéder facilement à la région que l'on veut transcrire et lire" a expliqué Erez Lieberman Aiden.

Il est clair que le séquençage d'ADN a été un outil indispensable dans la compréhension de n'importe quel nombre de processus biologiques. De nouvelles recherches suggèrent que la façon dont l'ADN est emballé dans les cellules peut être au moins aussi important que le codage biologique qu'elle contient.

Une nouvelle technique d'imagerie, développée par Erez Lieberman Aiden , jeune chercheur de la Society of Fellows d'Harvard , en collaboration avec Nynke van Berkum, Louise Williams, et une équipe de chercheurs de l' Institut Broad de Harvard et le MIT et l' Université du Massachusetts Medical School , a été de fournir aux chercheurs leur première vue tridimensionnelle du génome humain : c'est un nouvel éclairage sur un certain nombre de ce que Aiden appelle les "mystères centraux de la biologie." Les travaux d'Aiden ont été reconnus récemment par le prix de GE et de la Science pour Young Life Les scientifiques .

"Nous n'avons pas encore de photos parfaites," annonce Aiden ,"elles sont floues, mais c'est beaucoup mieux que pas d'image du tout."

Produire ces images 3D nécessite une technique d'imagerie novatrice - surnommée Salut-C - qui permet de comprendre la constante évolution de la nature sur le génome.

"Les images traditionnelles de résonance magnétique nucléaire sont en mesure de déterminer la nature des atomes et d'extrapoler la structure de la molécule à partir de cette information », a déclaré Aiden. "Ce que nous faisons est tout à fait différent. Imaginez le génome d'une nouille qui se trouve dans un pot d'eau bouillante. De temps en temps deux parties de la nouille entrent en collision.Le "Salut-C" ne fait que mesurer la vitesse à laquelle les collisions se produisent entre les deux morceaux du génome. Comme on pouvait s'y attendre, les points qui sont les plus proches les uns des autres sont plus susceptibles d'entrer en collision avec un autre, mais parfois des points plus éloignés se heurtent plus que nous ne le prévoyons. "

En associant les données sur la fréquence de ces collisions qui se produisent et la rapidité avec laquelle le taux de collision diminue à différents points le long du génome, Aiden et ses collègues sont capables de produire des modèles 3-D qui illustrent comment l'ADN est emballé à l'intérieur des cellules.

L'espoir d'Aiden est que la technique pourrait éventuellement aider à débloquer les processus physiques qui ont lieu lorsque les gènes sont activés ou désactivés, et comment les cellules qui contiennent l'information génétique identique deviennent les nombreux types de cellules qui composent le corps humain.

"Nous avons des idées sur ce qui se passe lorsque les gènes sont activés ou désactivés - nous savons comment certaines protéines montrent et effectuent certains types d'opérations, mais c'est seulement un petit morceau d'une image très compliquée", at-il dit. "La question  est de savoir comment les gènes deviennent physiquement accessibles à ces protéines."

Les premiers résultats suggèrent que, lorsqu'il est emballé dans des cellules, l'ADN constitue une structure appelée globule fractale. Bien que capable de contenir de grandes quantités de matériel, la structure est unique en ce que le matériau est complètement dénoué et  que «malgré la façon dont densément il est emballé, vous pouvez tirer sur lui, accéder facilement à la région que vous voulez transcrire, le lire, et le remettre à sa place lorsque vous avez terminé. "

Les données ont également révélé que les parties actives et inactives du génome sont spatialement séparées, ce qui indique que la manière dont le génome est plié peut jouer un rôle dans ses gènes actifs.

"On ne sait pas si un gène est allumé, puis immédiatement transféré, ou si sa relocalisation est suffisante pour activer un gène sûr," a déclaré Aiden. "Mais dans un certain sens ce que nous avons pu observer est une sorte d'épigénétique via l'origami."

(Source : Peter Reuell / Harvard Gazette - Mars 2012)

 

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