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Interactions entre les protéines et les acides nucléiques

Les protéines sont les molécules « moteurs » au sein de la cellule ; elles sont responsables de la myriade d’activités biologiques que les cellules mènent pour fonctionner et survivre. Il est intéressant de noter qu'un ensemble varié de protéines interagit également avec l'ADN. L'ADN présent dans nos chromosomes est souvent étroitement enroulé autour de protéines, formant ce que l'on appelle les chromatides au sein du chromosome. Ces enroulements protéine-ADN permettent de conditionner l'ADN sous une forme compacte au sein du noyau cellulaire. Des outils et techniques moléculaires puissants ont été mis au point par les chercheurs afin d'isoler ces enroulements protéine-ADN ainsi que d'autres complexes protéiques se liant à l'ADN, en vue d'applications en aval.

Immunoprécipitation

Grâce à l'immunoprécipitation utilisant des anticorps hautement spécifiques dirigés contre des protéines se liant à l'ARN et à l'ADN (par exemple, des facteurs de transcription), les scientifiques peuvent évaluer la régulation des voies moléculaires et mieux comprendre la fonction des gènes dans les tissus sains comme dans les tissus pathologiques. 

De nombreuses technologies et méthodes sont actuellement disponibles pour étudier les interactions protéine-ARN et protéine-ADN et se prêtent à des analyses en aval supplémentaires. Par exemple, les tests d’immunoprécipitation de la chromatine (ChIP) sont souvent utilisés pour étudier les interactions entre les facteurs de transcription et l’ADN dans le cadre d’études sur l’expression génique et les modifications épigénétiques. Quant aux tests de précipitation de l’ARN (RIP), ils sont couramment utilisés pour étudier les protéines se liant aux ARNm, aux ARN non codants, aux miARN et aux ARN viraux. L’un des défis courants des études d’immunoprécipitation réside dans la spécificité et/ou l’accès de l’anticorps à la protéine d’intérêt. Pour contourner certains de ces problèmes, les chercheurs ont recours à la technologie des protéines recombinantes afin d’exprimer des protéines modifiées dotées de marqueurs uniques, tels que le marqueur hémagglutinine (HA), qui sont reconnus avec une grande spécificité par l’anticorps approprié.

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Technologie du test de ligature
par proximité

Il est intéressant de noter que les scientifiques qui exploitent les technologies protéine-ADN ont mis au point de nouveaux outils et méthodes pour évaluer les interactions protéine-protéine. Grâce à sa spécificité et à sa sensibilité élevées, la technologie du test de ligature de proximité (PLA) facilite la détection in situ des protéines endogènes, des modifications protéiques et des interactions protéiques. À l’instar des techniques d’immunoprécipitation, le test PLA utilise des anticorps primaires hautement spécifiques pour reconnaître les deux protéines d’intérêt. Cependant, ce sont des anticorps secondaires marqués par des oligonucléotides modifiés, faisant office de sonde PLA, qui sont utilisés pour se lier aux anticorps primaires. Ce n’est que si les deux protéines sont présentes et proches l’une de l’autre que les oligonucléotides connecteurs d’hybridation se lieront aux sondes PLA. L’ajout d’une ligase permet de former une matrice d’ADN circulaire fermée. Une fois cette matrice d’ADN circulaire nouvellement formée, l’amplification en cercle roulant devient possible grâce à l’ajout d’une ADN polymérase, ce qui génère finalement un signal fortement amplifié lié à la sonde PLA. Le choix de la technologie appropriée pour l’étude des interactions entre protéines et acides nucléiques dépendra en grande partie des besoins du chercheur en matière d’applications en aval.

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