Puces à ADN
Biopuces : applications et devenir

Les puces à ADN, communément appelées « DNA Chips » ou « DNA microarrays », sont constituées de fragments d'ADN, appelés « sondes », immobilisés sur un support solide selon une disposition ordonnée. Le principe de fonctionnement de ces puces repose sur un fondement de la biologie moléculaire : l'hybridation, c'est-à-dire l'appariement de deux séquences d'ADN par complémentarité des bases. Par analogie, on peut comparer ce mécanisme à celui de la fermeture Éclair. En effet, les brins extraits de la double hélice d'ADN ont la capacité de reformer spontanément cette double hélice dès qu'ils se retrouvent face au brin complémentaire ; les quatre molécules élémentaires de l'ADN ont la particularité de s'unir deux à deux : l'adénine (A) avec la thymine (T), la cytosine (C) avec la guanine (G). Ce fonctionnement repose sur le même principe que le Southern blot ou le Northern blot, qui sont couramment utilisés pour détecter et quantifier la présence d'une séquence nucléique spécifique au sein d'un échantillon biologique complexe. L'idée conceptuelle de la biopuce n'est donc pas originale, mais sa miniaturisation et sa capacité d'analyse biologique à grande échelle (détection simultanée de milliers de séquences en parallèle, c'est-à-dire à la taille d'un génome entier) font la puissance de cette technique. Une puce comporte quelques centaines à plusieurs dizaines de milliers d'unités d'hybridation (spots). La biopuce est ensuite mise au contact d'autres fragments d'ADN ou ARN, appelés « cibles », préalablement marqués par un fluorochrome (dérivés des cyanines, alexa ou autres...) ou rendus radioactifs en présence de dCTP, dUTP, [P³³] ou [P³²]. Le contact entre cibles et sondes conduit à la formation d'hétéroduplex selon la règle d'appariement de Watson et Crick.

La détection de l'hybridation, par des scanners à laser ou par lecture d'écrans exposés à la radioactivité, engendre des milliers de signaux qui sont analysés par des outils informatiques. Les données enregistrées sont ensuite traitées et analysées statistiquement par des logiciels appropriés (Bioconductor Package de R, Genespring/Agilent, Partek...) pour conduire à une interprétation biologique de la réponse.