La technologie des puces à ADN est utilisée dans la recherche génétique et médicale pour permettre aux scientifiques d’étudier l’activité de plusieurs milliers de gènes en même temps, ainsi que la relation entre eux. Dans le passé, les scientifiques ne pouvaient analyser que quelques gènes à la fois. Avec l’introduction de la technologie des puces à ADN, l’activité de milliers de gènes peut être surveillée simultanément. Certaines des conditions de santé que les scientifiques utilisent cette technologie pour rechercher l’activité des gènes comprennent les maladies cardiaques, le cancer et l’obésité. Il permet également aux scientifiques de classer les cancers en fonction de leur origine et du schéma d’activité des gènes dans la cellule tumorale.
Une puce à ADN est constituée d’une lame de la taille d’un tampon qui contient des molécules appelées ADN, le code génétique d’un organisme ou l’une de ses parties. L’ADN est placé sur la lame dans une séquence spécifique et dans un motif de lignes horizontales et verticales régulièrement espacées par une machine robotique. La séquence et l’espacement spécifiques de l’ADN permettent aux scientifiques de connaître la séquence du ou des gènes utilisés.
Avant qu’un scientifique puisse mesurer l’activité d’un gène sur la lame, un échantillon de tissu d’un patient, généralement du sang, doit être prélevé. L’échantillon de tissu est placé dans une solution et permet la collecte d’ARNm, un produit d’un gène exprimé qui transporte des informations d’un noyau vers d’autres parties d’une cellule pour fabriquer des protéines. L’ARNm est complémentaire du brin d’ADN à partir duquel il a été copié.
Une fois l’ARNm collecté, un scientifique liera un colorant fluorescent à l’ARNm et il sera placé sur la lame par une machine robotique. L’ARNm qui est complémentaire à l’ADN se liera à son complément. Étant donné que la séquence de l’ADN qui a été placé sur la lame est connue, l’ARNm qui se lie à l’ADN indique la séquence d’ADN spécifique qui est exprimée dans la cellule.
Pour visualiser les gènes, un scanner mesurera les zones fluorescentes de la puce à ADN. La luminosité du colorant fluorescent montre l’activité d’un gène et l’absence de colorant fluorescent indique qu’un gène n’est pas actif. Par conséquent, plus le colorant fluorescent est brillant, plus le gène est actif. Plus le colorant fluorescent est léger, moins le gène est actif.
Connaître l’activité d’un gène peut aider à déterminer si un gène surexprimé peut provoquer une maladie spécifique. En milieu clinique, s’il a déjà été déterminé que la surexpression d’un gène cause une maladie spécifique, un échantillon de tissu peut être prélevé sur un patient et un scientifique peut utiliser la technologie des puces à ADN pour mesurer l’expression du gène ciblé afin de déterminer si un gène spécifique pourrait être la cause de la maladie dont souffre le patient. La puce à ADN est un moyen puissant de déterminer quels gènes sont impliqués dans l’apparition d’une maladie spécifique.