Une technique de microscopie révolutionnaire a émergé dans le domaine de la biologie moléculaire, permettant aux chercheurs de séquencer l'ADN et de cartographier les emplacements des protéines à l'intérieur des cellules sans avoir besoin de les perturber. Cet outil innovant promet de transformer notre compréhension des interactions entre chromosomes et protéines dans des cellules intactes, offrant des aperçus critiques sur le vieillissement, le cancer et les maladies génétiques.
Développée à partir de cellules humaines, la technique a révélé comment les changements dans les protéines nucléaires affectent l'arrangement de l'ADN pendant le vieillissement. En utilisant le séquençage génomique in situ par microscopie d'expansion, elle a fourni des données significatives sur les interactions protéines-gènes dans le noyau cellulaire.
Dans la recherche sur le vieillissement, les scientifiques ont observé qu'à mesure que les cellules vieillissent, les protéines nucléaires modifient leur interaction avec les chromosomes, entraînant une suppression de l'activité génétique. Cette découverte pourrait être cruciale pour développer des stratégies visant à combattre les maladies liées à l'âge et à améliorer la santé cellulaire.
Un aspect remarquable de l'étude est la manière dont cet outil a permis aux chercheurs d'examiner un trouble génétique rare, le syndrome de progeria de Hutchinson-Gilford, qui provoque un vieillissement prématuré. Chez les individus touchés, des mutations dans des protéines connues sous le nom de lamines perturbent leur positionnement et leur fonction normales, impactant l'organisation de l'ADN et l'expression des gènes. Fait intéressant, un modèle similaire a également été observé chez des individus plus âgés sans progeria, suggérant des mécanismes partagés dans le vieillissement et le trouble.
Cette méthode de microscopie d'expansion combine deux approches antérieures : d'abord, une enzyme marque les fragments d'ADN avec des marqueurs fluorescents, qui sont ensuite intégrés dans l'ADN de la cellule pour le suivi. Ensuite, un gel de gonflement améliore la résolution de l'image, permettant une visualisation plus claire des arrangements de protéines et d'ADN dans le noyau cellulaire. Cette combinaison a permis une visualisation sans précédent des interactions protéines-gènes, difficile à réaliser avec les techniques de microscopie optique traditionnelles.
La communauté scientifique a montré un grand intérêt pour cette technique. Ankur Sharma, biologiste oncologique à l'Institut Garvan de recherche médicale à Sydney, en Australie, l'a décrite comme "phénoménale" et pense qu'elle pourrait révolutionner la recherche sur le cancer. Thierry Voet, génétiste à l'Université KU Leuven en Belgique, est également impatient d'explorer son application à l'étude des cellules embryonnaires et des écarts chromosomiques.
Malgré son potentiel, la technique fait face à des défis, notamment la nécessité d'une expertise technique spécialisée, ce qui pourrait limiter son adoption immédiate dans les laboratoires. Kelly Rogers, experte en microscopie avancée, reste optimiste, suggérant que les protocoles pourraient être simplifiés avec le temps, les rendant accessibles à un plus grand nombre de chercheurs et accélérant les avancées dans la recherche cellulaire.
Cette avancée ouvre non seulement de nouvelles avenues en biologie moléculaire, mais promet également d'être une ressource précieuse pour étudier des maladies complexes, des troubles génétiques au cancer et au vieillissement. Avec davantage d'études et de perfectionnements, le séquençage génomique in situ par microscopie d'expansion pourrait devenir un outil standard pour les scientifiques cherchant à percer les mystères de l'ADN et des protéines dans les cellules humaines.