Puces à ADN : un saut technologique

Que ce soit dans le domaine de la santé, de l'environnement, de l'agroalimentaire, des industries pharmaceutiques, les puces à ADN représentent un véritable saut technologique.

Ce support, le plus souvent en verre ou en silicium, sur lequel sont déposées ou synthétisées plusieurs milliers de sondes biologiques (gènes ou partie de gènes), devrait permettre des avancées considérables comme outil de diagnostic : dépistage en amont de maladies génétiques ou évolutives, détection de substances indésirables, comme la listériose pour les produits laitiers, ou la présence de microorganismes malsains - même avec un faible niveau de concentration - dans le cadre du contrôle de la qualité de l'eau... Les avantages : des délais considérablement réduits et un moindre coût.

Plus encore, les puces à ADN sont de formidables outils de compréhension du fonctionnement des gènes et de leurs fonctions. Les applications sont importantes dans le domaine pharmaceutique (création de nouveaux médicaments, criblage de nouvelles molécules...), de l'agronomie, etc.

Puces à ADN : les enjeux technologiques actuels

Les puces à ADN peuvent être comparées à une usine miniature (souvent inférieure à 1cm2) qui permet d'analyser simultanément des milliers de fragments d'ADN.
Son principe est le suivant : fixer sur un substrat solide, à des endroits précisément définis, un très grand nombre de sondes (des oligonucléotides ou fragments d'ADN simple brin) tous différents sur lesquels des ARN (cibles) extraits de cellules, tissus ou organismes entiers (convertis ou non en ADN complémentaire) pourront s'hybrider et être ainsi identifiés. Lire une puce à ADN consiste à identifier les sites particuliers sur lesquels il y a eu hybridation de la sonde locale connue, avec une «cible » contenue dans l'échantillon analysé. Les signaux d'hybridation sont détectés selon le type de marquage, par mesure radiographique ou par fluorescence, et quantifiés.

La bio-informatique joue un rôle important dans l'optimisation des puces à ADN, aussi bien au niveau de leur conception qu'au niveau du traitement des données expérimentales.

Au niveau de la conception des puces, un des problèmes essentiels pour se servir de ces puces est de déterminer les séquences intéressantes à mettre sur la puce. Ces séquences doivent être des identifiants du/des gènes étudiés.

ROSO : un logiciel de recherche et d'optimisation des sondes à déposer

Le laboratoire BF2I, Unité mixte de recherche de l'INRA et de l'INSA de lyon, a mis au point un logiciel de choix des sondes oligonucléotides à déposer sur les puces à ADN. Son nom : ROSO (Recherche et Optimisation des Sondes Oligonucléotides).

Il est le fruit d'une collaboration avec le laboratoire de Bibliométrie et Biologie Evolutive (UMR 5558 CNRS /UCBL) dans le cadre de la Génopôle Rhône-Alpes.

L'originalité du logiciel est de prendre en compte simultanément plusieurs critères d'optimisation, et ce par requêtes successives.

ROSO permet ainsi de retenir pour chaque gène un jeu de 1 à n meilleure(s) sonde(s) possible(s) en fonction des critères suivants :

	Type et taille de la sonde
	Spécificité des oligonucléotides par rapport à l'ensemble des gènes étudiés et en fonction du taux d'homologie
	Absence de structures secondaires qui pourraient gêner la réaction d'hybridation
	Température de fusion (choix des Tm les plus proches possibles et prise en compte de la taille des sondes)
	Quatre critères secondaires de stabilité
	Position de la sonde sur le gène

Le logiciel ROSO a été présenté notamment à Edmonton au Canada dans le cadre de la 10ème conférence internationale ISMB 2002 (Intelligent Systems for Molecular Biology).

Ce logiciel est mis à disposition de la communauté scientifique sur le site web du pôle de bioinformatique lyonnais (PIBL). Des collaborations avec des partenaires industriels devraient voir le jour prochainement.