Observer l'ADN en temps réel
L'acide désoxyribonucléique à double brin (ADNdb) du génome consiste en des séquences correspondant à des gènes spécifiques et de séquences sans véritable sens. Les scientifiques savent désormais le point de départ et de fin des gènes, mais il y a encore du chemin pour pouvoir réellement comprendre la caractérisation complète de production des protéines, la modulation potentielle des étapes, et bien évidemment le rôle des protéines sur la maladie et l'état sain. Les cellules s'appuient sur un processus de transcription et de traduction à deux étapes pour «déchiffrer» la séquence d'ADN d'un gène et la traduire en une protéine. La transcription implique la séparation de l'ADNdb dans le noyau. Son initiation requiert l'ARN polymérase (acide ribonucléique), une molécule de synthèse. Les chercheurs travaillant dans le cadre de l'ambitieux projet SM-Transcription («A single-molecule view of initial transcription») ont tenté d'associer l'imagerie spectroscopique moléculaire à une règle spectroscopique nanométrique pour visualiser les petits changements au niveau des complexes d'ADN signalisant le lancement de la transcription. Le système modèle de choix était la bactérie Escherichia coli (E. coli). Bien que de nombreux processus biologiques soient basés sur la séparation et/ou la réparation de petits fragments d'ADN, peu de techniques actuellement disponibles peuvent analyser cette procédure en temps réel au niveau moléculaire. L'équipe de SM-Transcription a développé un système modifié de transfert d'énergie par résonnance de type Förster (FRET) pour surveiller un fragment d'ADN et indiquer l'état de sa structure (double ou simple brin). La technique modifiée (avec un désactivateur) se base sur deux molécules fluorescentes, chacune provenant des deux brins d'ADN, ayant expérimenté une désactivation du signal fluorescent lors du contact. Grâce à cette technique, les chercheurs ont déterminé une initiation abortive par l'ARN polymérase et ont résolu le mode d'action de deux inhibiteurs potentiels de l'initiation de la transcription. De plus, ils ont élucidé un nombre de mécanismes et de changements conformationnels associés à l'ARN polymérase chez E. coli et ont apporté des preuves expérimentales sur les fluctuations conformationnelles dans la gamme des millisecondes par l'utilisation d'une règle FRET. Les implications de cette nouvelle technique développée par l'équipe SM-Transcription sont impressionnantes. Une analyse complète du génome humain entier et du processus de transcription de chaque protéine n'est que le début.
