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L’aptamère Mango-III fluorogène pour la visualisation de l’ARN des cellules vivantes

par lioudmila - publié le

Dans une étude parue le 15 avril 2019 dans Nature Chemical Biology, l’équipe de Michaël Ryckelynck met à profit une approche de microfluidique en gouttelettes couplée à une analyse par séquençage haut-débit pour sélectionner une nouvelle génération d’aptamères ARN fluorogènes. Leurs propriétés de fluorescence améliorées en font d’excellentes étiquettes pour la visualisation des ARN dans les cellules vivantes.

Les aptamères ARN fluorogènes sont des acides nucléiques artificiels capables d’interagir spécifiquement avec une petite molécule fluorogène et d’en activer fortement la fluorescence. Ces couples ARN/molécule fluorogène constituent aujourd’hui des outils de choix pour le développement de sondes de détection par imagerie. Parmi ces systèmes, l’aptamère Mango-III précédemment identifié par l’équipe de Michaël Ryckelynck est particulièrement intéressant du fait de sa petite taille (30 nucleotides) et de sa capacité à fortement augmenter la fluorescence de son co-facteur, le TO1-biotin.
La présente étude (parue le 15 avril 2019 dans Nature Chemical Biology) impliquant une proche collaboration entre les équipes de Michael Ryckelynck, d’Arian Ferré d’Amarré (NIH-USA) et de Peter Unrau (Vancouver-Canada) a tout d’abord permis de déterminer la structure tridimensionnelle de l’ARN Mango-III en complexe avec le TO1-Biotin. L’analyse de cette structure a ensuite permis d’identifier une dizaine de positions potentiellement sous-optimum et dont la mutation pourrait améliorer les performances de l’ARN. L’intégralité des combinaisons de séquence entre ces 10 positions (soit plus d’un million de séquences différentes) a ensuite pu être analysée à très haut-débit par l’équipe de Michaël Ryckelynck au moyen de la technologie de microfluidique en gouttelettes grâce à laquelle seules les molécules les plus fluorescentes ont été conservées. La caractérisation de l’ensemble du processus par séquençage haut débit et bioinformatique a ensuite permis l’identification notamment d’iMango-III, un mutant présentant une fluorescence 50% supérieure à celle de la protéine fluorescente verte améliorée (eGFP), faisant de cet aptamère un outils de choix pour la visualisation de l’ARN des cellules vivantes.

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