Chimie Une méthode inédite pour quantifier l’ADN
Dans les années 1980, une technique de mesure de l’ADN, la PCR, a bouleversé la biologie moléculaire. Elle est, depuis, largement utilisée par les biologistes. Un nouveau procédé, plus fiable et précis, pourrait la supplanter.
La détection et la quantification de petites concentrations de biomolécules, tel l’ADN, sont essentielles dans de nombreux domaines. Elles permettent notamment de diagnostiquer précisément certains cancers ou de mener à bien une enquête policière par expertise scientifique. Une équipe de chimistes de l’université nationale de Séoul, en Corée du Sud, a mis au point une nouvelle technique pour quantifier en temps réel de très petites quantités d’ADN, sans risque de faux positif. Ce procédé, baptisé « associating and dissociating nanodimer analysis » (ADNA), repose sur la mesure de la diffusion de la lumière par des nanoparticules d’or, grâce à la microscopie en champ sombre (1). La méthode de prédilection de détection de l’ADN, la réaction en chaîne par polymérase (PCR), se fonde sur la réplication enzymatique d’ADN. La molécule cible est dupliquée en grand nombre à partir d’une faible quantité, ce qui permet ensuite de la détecter. Depuis sa découverte à la fin des années 1980, la PCR a bouleversé la biologie moléculaire et s’est rapidement imposée. Mais elle n’est pas sans défaut, car la réplication peut engendrer des faux positifs.
Limiter les erreurs
La technique de Jwa-Min Nam et son équipe permet, elle, de détecter de très petites quantités d’ADN sans recourir à la réplication et en limitant les risques de faux positifs. Sur une lame de verre couverte d’une bicouche de lipides, sont déposés l’échantillon et deux types de nanoparticules d’or. L’un dispose de sites de liaisons lui permettant de se fixer à la bicouche ; l’autre reste mobile. Chaque particule est attachée à un brin d’ADN complémentaire à une séquence spécifique de l’ADN cible, afin de pouvoir s’y lier. Ainsi, lorsqu’une nanoparticule mobile rencontre une nanoparticule fixée, l’ADN d’intérêt peut les lier pour former un dimère. Les modes de vibration des particules d’or sont alors couplés, modifiant l’intensité et la couleur de la lumière diffusée, observée par microscopie. Certains dimères ne s’associent pas complètement et finissent par se dissocier. Juste avant, l’intensité du signal augmente, ce qui permet de détecter de très faibles quantités d’ADN cible, même en présence de molécules parasites. Le plus petit nombre de molécules détectées par ADNA a été de 46, contre quelques dizaines de milliers pour la PCR. Pour JwaMin Nam, « l’ADNA surpasse la PCR, mais peut aussi la compléter par sa précision. Nous avons réalisé une preuve de concept. Reste maintenant à optimiser la technique afin de l’appliquer dans les laboratoires ».