Coup d’accélérateur sur la cinétique moléculaire

Et si l’analyse des interactions entre les biomolécules passaient à la vitesse supérieure ? Sans parler pour autant de « haut débit », une équipe de l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) décrit, dans un article paru dans Proceedings of the National Academy of Sciences, un système permettant d’étudier, simultanément et de façon « massivement parallèle », la cinétique de 768 interactions moléculaires. Nommé kMITOMI (kinetic Mechanically Induced Trapping Of Molecular Interactions), leur invention est un dispositif microfluidique plus petit qu’une pièce de domino, composé de 24x32 canaux pourvus de vannes pneumatiques. En clair, il est possible de faire adhérer des molécules d’intérêt, disons une sélection de facteurs de transcription, à une plaque au dessus de laquelle on pose un réseau de microcanaux. Il suffit alors de faire passer une solution contenant un fragment d’ADN dans le dispositif pour analyser, via une mesure de fluorescence, les éventuelles interactions. Jusqu’ici, cela ressemble beaucoup aux systèmes disponibles. Mais le « plus » du dispositif inventé par Sebastian Maerkl, professeur assistant à l’Institut de bio-ingénierie de l’EPFL, se trouve dans sa fonction cinétique. Il est, en effet, possible d’isoler la zone où se situent les interactions. On peut ensuite rincer l’ensemble du dispositif sans perturber le lien entre les deux partenaires. On dispose alors d’un parfait zéro cinétique.
Les chercheurs suisses ont ainsi testé le système avec un facteur de transcription à doigt de zinc bien connu de la souris : Zif268. Ils ont pu étudier les interactions de cette protéine avec différentes séquences d’ADN contenant la séquence de fixation du motif doigt de zinc. Pour cela, les brins d’acides nucléiques étaient liés à la plaque et la protéine en solution dans les microcanaux. Les biologistes ont mesuré la cinétique des interactions en jeu en isolant régulièrement la « chambre d’interaction », à 60 millisecondes d’intervalle. À chaque ouverture de la chambre, une mesure de la fluorescence émise par les fragments d’ADN préalablement marqué est effectuée. L’expérience a été renouvelée avec deux autres facteurs de transcription, issus de la levure cette fois. L’ensemble des mesures a permis de collecter 2 388 courbes d’interaction/dissociation concernant 223 couples uniques. Record à battre ?

Geertz M et al. (2012) Proc Natl Acad Sci USA,
doi:10.1073/pnas.1206011109

kMITOMI © 2012 EPFL