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Histoire des puces ADN

Les puces ADN sont un agencement bidimensionnel des échantillons biologiques, avec des échantillons mis dans les endroits numérotant dans les milliers et dispensés en lignes et colonnes. Elles tiennent compte de l'analyse efficace du matériel génétique et le type le plus courant, puces ADN d'ADN, ont été utilisés pour des études de grande puissance d'expression du gène. L'histoire des puces ADN suit un circuit qui lie la découverte d'inauguration de la structure de l'ADN aux études contemporaines de la génétique.

Crédit : sciencephoto/Shutterstock.com

Choix tôt d'ADN

Après la première description de la structure de la double helice ADN par Watson et torticolis en 1953, le procédé de séparer les deux boucles a été bientôt renversé avec des méthodes d'hybridation moléculaire d'ADN rapidement explorée.

L'hybridation moléculaire est le cas de l'ADN monocatenaire grippant à l'ADN élogieux. Les paires de bases élogieuses qui forment la structure des brins d'ADN opposés sont la fondation pour toutes les méthodes d'analyse concernant des séquences d'ADN.

En 1975, Grunstein et Hogness se sont appliqués le procédé de l'hybridation moléculaire à ADN relâché des colonies microbiennes épongées, un procédé utile pour examiner des clones de bactéries. La méthode d'hybridation sur colonie a été constituée en copiant fait au hasard Escherichia coli (Escherichia coli) ADN sur des plaques de Pétri d'agar couvertes de filtres de nitrocellulose. Une sonde radioactivement marquée a été alors ajoutée ce qui gripperait à l'ADN élogieux dans l'échantillon.

La méthode mentionnée ci-dessus a formé une orientation faite au hasard des endroits témoin ADN représentant les fragments d'ADN copiés. C'est un exemple tôt d'une sonde marquée étant utilisée afin de recenser le grippement élogieux de paire de bases. Il peut pour cette raison considérer en tant qu'un des premiers cas d'un choix d'ADN.

Gergan a et autres adapté cette méthodologie aux choix de produit en 1979. Des plaques multiples sur l'agar ont été reproduites pour produire des choix par l'utilisation d'un dispositif mécanique de 144 bornes pour mettre des échantillons dans la quantité correspondante de microplates bons. Ceci a tenu compte de la production des choix pour au-dessus de mille colonies bactériennes différentes.

Les colonies pourraient alors être facilement transférées aux filtres de papier pour les opérations nécessaires de lysis, de dénaturation et de fixation pour produire l'ADN hybridé. La technologie des choix basés par filtre a été employée dans la recherche que cela a menée à l'identification des polymorphismes uniques de nucléotide (SNPs) et de la capacité de copier les gènes spécifiques d'intérêt.

L'importance des choix robotisés et de l'ADNc copiant à la technologie de puce ADN

La capacité d'analyser les objectifs multiples d'hybridation a été automatisée vers la fin des années 1980 et du début des années 1990. La technologie robotisée a été employée pour ranger rapidement des clones des plaques de microtitre sur des filtres. Les choix ont produit une configuration définie permettant à des hybridations parallèles d'être produites.

Le rendement a été augmenté avec les erreurs qui se produisent pendant des procédures répétitives étant réduites par mettre robotisé des échantillons sur le choix. La vitesse et l'exactitude accrues de l'automatisation étaient une étape importante dans le développement vers des puces ADN.

Un développement ultérieur du clonage élogieux d'ADN (ADNc) était également une fondation importante pour la puce ADN, car il a mené à la création des ensembles de référence d'ADNc et des choix correspondants de filtre pour les génomes entiers.

Introduction des puces ADN miniaturisées

En 1995, la première étude qui a employé le mot « puce ADN » était publiée qui a expliqué comment l'expression de beaucoup de gènes pourrait être surveillée en parallèle par l'utilisation de cette technologie neuve. Le choix d'échantillon a été construit par l'impression robotisée ultra-rapide de l'ADNc sur la glace.

La petite taille des endroits sur le choix et la haute densité des choix a produit des volumes d'hybridation de deux microlitres, qui était le volume qui a activé le dépistage des transcriptions rares dans les échantillons de sonde.

La puce ADN était un avancement technique qui a signifié qu'une inspection plus grande d'expression du gène pourrait faire. En 1997, les chercheurs de l'Université de Stanford publiée la première étude de puce ADN d'entier-génome de l'expression du gène en mettant le génome de levure entier sur une puce ADN.

La technologie n'a pas été commercialisée et le laboratoire d'Université de Stanford publié les directives pour produire la robotique nécessaire pour une puce ADN. Tandis qu'aujourd'hui il y a des options commerciales de puce ADN avec une sensibilité plus grande, la production simple des puces ADN a tenu compte des expériences facilement personnalisables dans des laboratoires.

Sources :

  1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4011503/
  2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11357674
  3. https://j-biomed-discovery.biomedcentral.com/articles/10.1186/1747-5333-1-11
  4. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7569999
  5. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC24262/

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Last Updated: May 24, 2019

Shelley Farrar Stoakes

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Shelley Farrar Stoakes

Shelley has a Master's degree in Human Evolution from the University of Liverpool and is currently working on her Ph.D, researching comparative primate and human skeletal anatomy. She is passionate about science communication with a particular focus on reporting the latest science news and discoveries to a broad audience. Outside of her research and science writing, Shelley enjoys reading, discovering new bands in her home city and going on long dog walks.

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