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Analyse de Mosaïque avec les Doubles Repères (MADM) - Un outil neuf puissant pour étudier les maladies et la génétique

Une technique de laboratoire puissante employée par des généticiens de mouche à fruit pour plus qu'une décennie est maintenant à la disposition des scientifiques étudiant des gènes et des maladies dans les souris.

Écrivant dans l'édition du 6 mai de la Cellule de tourillon, les chercheurs de l'Université de Stanford décrivent une méthode profilée pour produire « une souris génétique de mosaïque »--un rongeur dont le fuselage est génétiquement conçu pour produire de petites batteries des cellules avec des gènes mutés.

La technique neuve, Mosaic Analysis appelée avec les Doubles Repères (MADM), a été développée dans le laboratoire de Liqun Luo, professeur des sciences biologiques chez Stanford qui a été récent nommé un chercheur avec le Howard Hughes Medical Institute.

« Avec MADM, vous pouvez regarder un sous-ensemble minuscule de cellules et étudier la fonction des gènes très à un de haute résolution, » dit Luo, qui également est affilié avec l'Institut de Neurologie à l'École de Médecine de Stanford. « Notre méthode peut être employée pour étudier un grand choix de tissus, tels que la peau, le coeur et le système nerveux. »

Des Mosaïques sont conçues pour donner à des chercheurs une opportunité d'observer ce qui se produit quand un gène particulier est retiré d'une petite batterie des cellules chez un animal vivant. Avec MADM, les cellules transportant un gène modifié d'intérêt tournent réellement le vert pour une observation plus facile.

« Nous utilisons une protéine fluorescente verte, » Luo dit. « Tellement maintenant si vous subissez une mutation un gène, vous saurez en quelle cellule le gène normal est détruit. Par exemple, si vous effacez un gène suppresseur de tumeur, les cellules vertes proliféreront, et vous pouvez réellement étudier l'étape progressive de la tumeur. Si vous pouvez image ces cellules chez un animal vivant, vous pouvez potentiellement observer la tumeur se développer. »

Luo précise que MADM est plus précis que la technique très utilisée « de souris knockout », dans laquelle un gène d'intérêt est retiré (« frappé à l'extérieur ») de chaque cellule dans le fuselage de l'animal. La méthode knockout peut avoir des conséquences non désirées et délétères pour la souris et l'expérience, Luo ajoute, attendu que MADM agit plutôt un scalpel, produisant une poignée de cellules de mutant chez un animal autrement normal. Souris de Mosaïque

Les Généticiens avaient utilisé des mouches à fruit de mosaïque pendant des décennies. Au début des années 90, les scientifiques ont développé une technique plus efficace qui permet à des chercheurs de régler quand et où des cellules de mutant sont produites dans le fuselage de la mouche. Cependant, les scientifiques ont eu un temps beaucoup plus difficile concevant des vertébrés de mosaïque, tels que des souris. La souris a été longtemps considérée un modèle idéal de laboratoire pour étudier le développement et la maladie humains, principalement parce que la souris ADN et ADN humain sont remarquablement semblable.

La technique de MADM, que Luo et ses collègues ont développée pour des souris, travaille au même mandant que la méthode actuel employée pour produire des mouches à fruit de mosaïque. Les chercheurs commencent par deux cellules souche embryonnaires dont les chromosomes ont été conçus pour transporter deux segments inactivés d'une molécule de protéine fluorescente verte. Des Souris dérivées de ces cellules souche embryonnaires sont accouplées entre eux. Pendant Que leur progéniture se développent, les cellules dans leur fuselage commencent à se diviser--un procédé normal ce a comme conséquence la duplication de chaque chromosome. Avant Que la division cellulaire soit complète, une enzyme spéciale entraîne l'échange, ou la recombinaison, des deux chromosomes conçus. Si un de ces chromosomes contient une mauvaise copie (mutation) d'un gène, l'événement de recombinaison pourrait faire hériter une progéniture de deux mauvaises copies du gène, qui aurait comme conséquence une cellule de mutant. Ce procédé lance simultanément la protéine fluorescente verte, qui tourne le vert de cellules de mutant.

« S'il n'y a aucune recombinaison, il n'y a ni vert ni les cellules de mutant, » Luo explique. « Ainsi même si seulement une cellule tourne le vert, nous savons qu'il doit contenir le gène muté d'intérêt. »

Dans leur étude, l'équipe de Stanford s'est concentrée sur le cervelet, la partie du cerveau dont le fonctionnement principal est de combiner l'activité motrice et de mettre à jour le reste. Les chercheurs avaient l'habitude MADM pour étudier le développement des cellules de granule de cervelet, qui sont les cellules les plus abondantes dans les cerveaux des souris et des êtres humains.

« Habituellement les gens pensent que toutes les cellules de granule de cervelet sont les mêmes--ils sont nés, et leur fonctionnement final est déterminé par leur interaction avec d'autres neurones, » Luo dit. « Mais nous avons constaté qu'il semble y a un certain degré de prédisposition à ces cellules par leurs lignées. Ceci revient à un problème intéressant en neurobiologie de développement de savoir si le cerveau est câblé par génétique ou par l'environnement--la nature ou consolident. Notre découverte nous incite à estimer que le cablage de cervelet est plus génétiquement déterminé qu'a précédemment pensé. » L'élan Puissant Dans un article d'accouplement publié dans la même édition de la Cellule, les scientifiques Todd E. Anthony et le Nathaniel Heintz de l'Université de Rockefeller décrivent MADM comme « méthode élégante » qui porte à des généticiens de souris « une phase plus près de l'installation expérimentale enviable disponible aux généticiens invertébrés. »

Il y a « beaucoup d'applications possibles de cet élan puissant, » Anthony et Heintz a écrit, y compris la « opportunité pour des études approfondies des mécanismes moléculaires qui sont à la base des propriétés dynamiques des populations neuronales particulières. » MADM pourrait également prouver important pour l'analyse de développement complexe ou des maladies dégénératives résultant des mutations génétiques, elles ont ajouté.

À la lumière de ses applications commerciales potentielles, Luo a commencé le procédé de qualifier MADM par le Bureau de l'Université de Stanford de la Qualification de Technologie. En Attendant, lui et ses collègues reviennent au laboratoire pour voir si la technique peut être appliquée à d'autres aspects de biologie du développement et de maladie chez les souris.

http://www.stanford.edu/