Les noyaux colorés révèlent les gènes clés cellulaires
Des chercheurs montrent comment identifier plus facilement les gènes pertinents pour la maladie
L'identification des gènes impliqués dans les maladies est l'un des défis majeurs de la recherche biomédicale. Des chercheurs de l'université de Bonn et de l'hôpital universitaire de Bonn (UKB) ont mis au point une méthode qui facilite et accélère leur identification : ils éclairent les séquences du génome dans le noyau cellulaire. Contrairement aux criblages complexes réalisés à l'aide de méthodes établies, la méthode NIS-Seq peut être utilisée pour étudier les déterminants génétiques de presque tous les processus biologiques dans les cellules humaines. L'étude vient d'être publiée dans Nature Biotechnology.
L'homme possède environ 20 000 gènes. Ils déterminent le fonctionnement de notre corps, notre développement et la multiplication des cellules. "Jonathan Schmid-Burgk, chef de groupe de recherche à l'Institut de chimie clinique et de pharmacologie clinique de l'UKB et membre du pôle d'excellence Immunosensation2 de l'université de Bonn. "Notre intérêt pour la recherche est d'identifier ces gènes afin de mieux traiter les maladies.
Méthodes conventionnelles : efforts importants et spectre limité
Les méthodes de criblage CRISPR peuvent être utilisées pour examiner systématiquement les gènes en fonction de leur fonction dans les cellules. "CRISPR est utilisé pour désactiver un gène aléatoire dans chaque cellule", explique Schmid-Burgk. "Nous enrichissons ensuite les cellules dans lesquelles un processus biologique spécifique est altéré et nous identifions les gènes désactivés. Cette procédure est assez complexe : pour chaque processus étudié, une méthode d'enrichissement des cellules pertinentes doit être établie, par exemple à l'aide de machines de triage cellulaire. Autre point faible : Le criblage CRISPR ne fonctionne pas bien dans tous les types de cellules - les cellules immunitaires humaines, en particulier, ne survivent souvent pas au processus en plusieurs étapes.
Nouvelle méthode : détection simple des noyaux cellulaires colorés à l'aide d'un microscope
Les chercheurs de Bonn ont maintenant mis au point une méthode optique de criblage CRISPR qui permet d'identifier les gènes importants beaucoup plus facilement et rapidement : Il s'agit du séquençage nucléaire in situ (Nuclear In-Situ Sequencing, ou NIS-Seq). "Le CRISPR est également utilisé ici", explique Caroline Fandrey, doctorante dans le groupe de recherche du professeur Schmid-Burgk et premier auteur de l'étude. "Cependant, nous pouvons observer presque tous les processus biologiques dans les cellules encore vivantes afin d'identifier les gènes clés impliqués". Pour ce faire, les chercheurs utilisent une astuce : en plus de la séquence CRISPR, ils introduisent dans le génome cellulaire ce que l'on appelle un promoteur de phage, qui amplifie les séquences CRISPR et les rend visibles par des couleurs différentes. Des confettis colorés peuvent être détectés dans chaque noyau à l'aide de microscopes à fluorescence conventionnels pour révéler quel gène a été désactivé.
Moins d'une centaine de cellules découvrent un gène pertinent
"Avec NIS-Seq, il nous faut actuellement environ une semaine pour identifier un gène pertinent", explique Marius Jentzsch, également doctorant du professeur Schmid-Burgk et premier auteur de l'article. "Pour un criblage CRISPR classique, il faut souvent des mois pour séparer précisément les cellules en fonction de leur fonction. Un autre avantage de la nouvelle méthode est qu'elle fonctionne dans presque toutes les cellules, même dans les cellules particulièrement petites ou inactives - à condition qu'elles aient un noyau cellulaire. Dans l'étude, les chercheurs ont analysé avec succès huit types de cellules de deux espèces. Schmid-Burgk : "Nous sommes convaincus que notre méthode deviendra un outil standard pour l'identification des acteurs génétiques clés dans les processus cellulaires".
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Caroline I. Fandrey, Marius Jentzsch, Peter Konopka, Alexander Hoch, Katja Blumenstock, Afraa Zackria, Salie Maasewerd, Marta Lovotti, Dorothee J. Lapp, Florian N. Gohr, Piotr Suwara, Jędrzej Świeżewski, Lukas Rossnagel, Fabienne Gobs, Maia Cristodaro, Lina Muhandes, Rayk Behrendt, Martin C. Lam, Klaus J. Walgenbach, Tobias Bald, Florian I. Schmidt, Eicke Latz, Jonathan L. Schmid-Burgk; "NIS-Seq enables cell-type-agnostic optical perturbation screening"; Nature Biotechnology, 2024-12-19
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