Titre original : Un nouveau microscope à ADN dessine une carte 3D de la vie « de l’intérieur vers l’extérieur ».

Des scientifiques de l’Université de Chicago aux États-Unis ont mis au point une technique d’imagerie révolutionnaire appelée microscopie volumétrique à ADN. La technologie permet d’obtenir une carte 3D de la vie « de l’intérieur vers l’extérieur », ce qui permet aux scientifiques de construire une carte 0D de matériel génétique complexe en étiquetant et en suivant les interactions entre les molécules, fournissant ainsi un aperçu sans précédent des organismes vivants. Les résultats ont été publiés dans le nouveau numéro de Nature Biotechnology.

Bien que les méthodes traditionnelles de séquençage des gènes puissent révéler la richesse des informations génétiques d’un échantillon, elles ne peuvent pas montrer l’emplacement spécifique d’une séquence de gène spécifique dans l’échantillon, ni sa relation avec les gènes et les molécules environnants. Pour pallier cette lacune, une technologie nouvellement développée permet de capturer l’identité du matériel génétique et d’enregistrer son emplacement en même temps. Pour ce faire, il suffit d’ajouter une courte séquence d’ADN à une seule molécule d’ADN ou d’ARN, connue sous le nom d’identificateur moléculaire unique UMI, puis de suivre l’interaction entre ces marqueurs. Cette interaction aide à créer un réseau moléculaire qui reflète l’arrangement spatial des gènes, ce qui donne une image tridimensionnelle.

Lors de l’utilisation d’un microscope à ADN volumétrique, l’UMI se fixe aux molécules d’ADN et d’ARN à l’intérieur de la cellule et commence à se répliquer. Ce processus génère un identificateur d’événement unique UEI. Chaque UEI est unique et permet de déterminer l’emplacement spécifique de chaque molécule de gène. Les interactions UMI adjacentes génèrent également plus d’UEI, ce qui fournit au modèle informatique les informations nécessaires pour reconstruire la position d’origine et créer une carte spatiale de l’expression des gènes.

Contrairement aux microscopes traditionnels, qui reposent sur la lumière ou des lentilles, la microscopie volumétrique de l’ADN repose sur le calcul des interactions entre les molécules pour créer des images. Cette méthode a été comparée à l’utilisation des données d’un téléphone portable pour déterminer l’emplacement des personnes dans une ville, tout comme la connaissance d’un numéro de téléphone portable peut aider à localiser un individu, et l’analyse des interactions entre les molécules peut également déduire leur emplacement dans le corps.

Cette technique ne s’appuie pas sur des connaissances préalables et est donc adaptée à l’exploration de l’expression des gènes dans des contextes inconnus. Par exemple, dans la recherche sur le cancer, il peut être utilisé pour cartographier l’interaction entre le microenvironnement tumoral et le système immunitaire, ce qui est d’une grande importance pour le développement d’une immunothérapie anticancéreuse plus précise ou de vaccins personnalisés personnalisés. (Zhang Mengran)