L’analyse de l’expression génique entre dans l’ère du haut débit

Comment transformer plusieurs mois de travail fastidieux en un seul protocole ? L’équipe de Eilon Sharon de l’Institut Weizmann de Rehovot, en Israël, semble avoir trouvé la solution. Elle vient de publier dans Nature Biotechnology les résultats d’une méthode révolutionnaire permettant de faire varier finement l’expression d’un gène selon des milliers de paramètres transcriptionnels en parallèle (1). En pratique, leur technique permet d’étudier en simultané dans des milliers de cellules en culture, des milliers de promoteurs différents tout en choisissant et contrôlant leur localisation, leur nombre, leur orientation, leur affinité, l’organisation des sites de liaison avec les facteurs de transcription et les séquences d’association aux nucléosomes. Voilà pour les capacités de la méthode, reste à comprendre son principe…
Les chercheurs israéliens ont créé une collection de 6 500 promoteurs divisée en différentes sections selon l’aspect transcriptionnel examiné dans cette partie : telle section dédiée aux variations des sites de liaison avec les facteurs de transcription, telle autre aux séquences d’association avec le nucléosome… La banque est construite selon la méthode dite « Lego-like », c’est-à-dire que chaque promoteur est composé d’une séquence d’ADN spécifique et de différents éléments de régulation. Chaque promoteur est associé à un rapporteur fluorescent.
À partir de cette collection, l’équipe de l’Institut Weizmann a mis en place une série de plasmides où la séquence d’insertion varie. Puis a transformé des levures avec ces plasmides afin d’obtenir une banque de 6 500 levures où chaque cellule suit des paramètres de transcription différents. L’analyse de l’expression des gènes se fait ensuite à haut débit en utilisant la fluorescence.
Pour valider leur méthode, les chercheurs ont ainsi mené une étude mettant en évidence la relation entre le taux d’expression et la distance séparant le site de fixation des facteurs de transcription et le début du gène.
D’autres méthodes ont récemment été publiées pour analyser des variations de transcription (2,3). Elles s’appuyaient sur une révélation grâce à des tags à ARN, ce qui limite sensiblement la précision de la mesure de l’expression génique. D’autres différences de constructions des banques sont aussi notables, comme le design initial.

(1) Sharon E et al. (2012) Nat Biotechnol 30, 521–30
(2) Patwardhan RP et al. (2012) Nat Biotechnol 30, 265–70
(3) Melnikov A et al. (2012) Nat Biotechnol 30, 271–7

© Mike & Amanda Knowles via Wikimedia Commons