Microscopie 3D Révolutionnaire de l'ADN Cartographie l'Activité Génique chez l'Embryon de Poisson-Zèbre, Transformant la Recherche Biologique

Le séquençage génétique fournit des données précieuses sur la composition et l'activité génétiques, mais manque d'informations sur la localisation précise des séquences génétiques au sein d'un échantillon. Des chercheurs de l'Université de Chicago ont développé la microscopie volumétrique de l'ADN, une technologie qui surmonte ces limitations. Cette méthode repose sur le marquage des molécules d'ADN ou d'ARN, permettant l'interaction entre les marqueurs adjacents pour créer une image tridimensionnelle du matériel génétique et de ses interactions. Dans une publication récente dans *Nature Biotechnology*, les chercheurs ont démontré la technologie en créant une carte ADN complète d'un embryon de poisson-zèbre (*Danio rerio*). Ceci marque la première imagerie tridimensionnelle complète du génome d'un organisme entier sans utiliser l'optique, reposant uniquement sur l'analyse des interactions moléculaires. Contrairement aux microscopes traditionnels, la microscopie volumétrique de l'ADN crée des images en calculant les interactions entre les molécules. Le processus implique l'ajout d'identifiants moléculaires uniques (UMI), de courtes étiquettes d'ADN, aux molécules d'ADN et d'ARN. Ces étiquettes se fixent aux molécules et sont répliquées, conduisant à une réaction chimique qui génère des identifiants uniques spécifiques à chaque interaction de paire. Grâce au séquençage et à l'analyse de ces interactions, un algorithme reconstruit l'arrangement spatial original de toutes les molécules, créant une carte tridimensionnelle de l'expression génique. L'un des principaux avantages de cette technologie est qu'elle ne nécessite pas de connaissance préalable du format ou du génome de l'échantillon. Cela la rend précieuse pour l'étude d'environnements biologiques uniques, mal compris ou dynamiques, tels que les tissus tumoraux. La microscopie volumétrique de l'ADN peut cartographier le microenvironnement d'une tumeur, montrant les interactions clés entre les cellules tumorales et immunitaires, ce qui pourrait aider au développement d'immunothérapies précises et de vaccins personnalisés. Joshua Weinstein, PhD, professeur adjoint de médecine et d'ingénierie moléculaire à UChicago, qui a consacré plus de 12 ans au développement de la microscopie de l'ADN, note qu'être capable de voir ce genre de vue de la nature de l'intérieur d'un spécimen est exaltant. Avec les progrès de la bioinformatique et des ressources informatiques, cette technologie promet de faire de la cartographie génétique tridimensionnelle une partie courante de la pratique médicale et scientifique, avec des applications potentielles dans les diagnostics cliniques, en particulier pour le cancer et les syndromes génétiques rares.