Le «nez» chimique renifle les différences critiques dans les structures de l’ADN


Le produit chimique

Représentation du « nez » qui capture une structure en G-quadruplex. Crédit photo: Richard Hooley / UCR

De petits changements la structure de l’ADN ont été liés au cancer du sein et à d’autres maladies, mais ils ont été extrêmement difficiles à repérer.

Ce qu’ils appellent un «nez chimique» est ce que chimistes d’UC Riverside peuvent utiliser pour «sentir» des morceaux d’ADN lorsque des morceaux d’ADN sont pliés de manière inhabituelle. Son travail sur la conception et la démonstration de ce système a été publié dans la revue Chimie naturelle.

« Si une séquence d’ADN est repliée, cela pourrait empêcher la transcription d’un gène lié à ce morceau particulier d’ADN », a déclaré Wenwan Zhong, auteur de l’étude et professeur de chimie à l’UCR. « En d’autres termes, cela pourrait être bénéfique en faisant taire un gène susceptible de provoquer le cancer ou de favoriser des tumeurs. »

A l’inverse, le repliement de l’ADN pourrait également avoir un effet négatif.

«Les rides de l’ADN pourraient potentiellement empêcher la production de protéines virales afin de minimiser la réponse immunitaire», a déclaré Zhong.

Afin d’étudier comment ces rides peuvent avoir un effet positif ou négatif sur les êtres vivants, les scientifiques doivent d’abord détecter leur présence. Pour ce faire, le professeur de chimie organique UCR Richard Hooley et ses collègues ont modifié un concept qui était auparavant utilisé pour capturer d’autres choses, comme les constituants chimiques dans différents millésimes de vin.

Les produits chimiques du système pourraient être conçus pour rechercher presque tous les types de cibles. Cependant, la façon dont le «nez» est généralement utilisé n’a pas permis de détecter l’ADN. Ce n’est que lorsque le groupe de Hooley a ajouté des composants supplémentaires non standard que le nez a pu espionner sa cible ADN.

Le produit chimique

Image du système répondant à la du G-Quadruplex. Crédit photo: Richard Hooley / UCR

« Les gens reconnaissent les odeurs en respirant de l’air, qui contient des molécules d’odeur qui se lient à plusieurs récepteurs dans le nez », a déclaré Hooley. « Notre système est comparable car nous avons plusieurs récepteurs qui peuvent interagir avec les plis d’ADN que nous recherchons. »

Le nez chimique est composé de trois parties: les molécules hôtes, les molécules invitées fluorescentes et l’ADN, qui est la cible. Lorsque les rides souhaitées sont en place, l’invité brillera et alertera les scientifiques de leur présence dans un échantillon.

L’ADN est composé de quatre acides nucléiques: la guanine, l’adénine, la cytosine et la thymine. La plupart du temps, ces acides forment une structure à double hélice qui ressemble à une échelle. Les régions riches en guanine se plient parfois d’une manière différente, créant ce qu’on appelle un G-quadruplex.

Les parties du génome qui composent ces 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 jouer un rôle clé dans le maintien de la santé cellulaire.

Pour cette expérience, les chercheurs ont voulu montrer qu’ils pouvaient détecter un certain type de quadruplex à partir de quatre guanines. Après cela, Zhong a déclaré que l’équipe de recherche essaierait de tirer parti de leur succès.

«Maintenant, nous pensons que nous pouvons faire plus», a-t-elle déclaré. « Il existe d’autres structures tridimensionnelles dans l’ADN et nous voulons les comprendre aussi. »

Les chercheurs étudieront comment les forces qui endommagent l’ADN affectent la façon dont ils se replient. Vous étudierez également le repliement de l’ARN, car l’ARN remplit des fonctions importantes dans une cellule.

« L’ARN a des structures plus complexes que l’ADN et est plus difficile à analyser, mais la compréhension de sa structure offre un grand potentiel pour la recherche sur les maladies », a déclaré Zhong.


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Plus d’information:
Junyi Chen et al., Discrimination sélective et classification des structures G-Quadruplex à l’aide d’un réseau de détection hôte-invité, Chimie naturelle (2021). DOI: 10.1038 / s41557-021-00647-9

Fourni par l’Université de Californie – Riverside

Citation: Chemical ‘nose’ sniffs critical differences in DNA structures (2021, 4 mai), consulté le 4 mai 2021 sur https://phys.org/news/2021-05-chemical-nose-critical-differences- dna.html

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