La passionnante histoire de la PCR
Avec l’arrivée du COVID-19, tout le monde a entendu ces 3 lettres magiques « PCR » qui sert d’outil de dépistage du COVID-19. Mais la PCR c’est bien plus que ça 😉 et ça existe depuis belle lurette ! Après débat, la paternité de la découverte de la PCR revient à Kary Mullis dans un article paru en 1986, dont il recevra le prix Nobel de chimie en 1993 (co-attribué à Michael Smith).
PCR signifie « Polymerase Chain Reaction » pour réaction de polymérisation en chaîne. En gros, c’est une technique de biologie moléculaire qui vient multiplier une séquence précise d’ADN présente en petite quantité.
Pour rappel (ça fait pas de mal 😉 ), l’ADN (de son grand nom Acide DesoxyriboNucléique) contient l’information génétique d’une cellule, sous forme de gènes (le génome). Cette information génétique dicte à la cellule comment fonctionner ou comment elle doit se diviser. L’ADN va être copié en ARN et l’ARN va à son tour être transformé en protéines qui vont faire fonctionner la cellule. C’est pour cela que l’ADN est vital car pas d’ADN, pas de protéines au final !
Mais comment réalise-t-on une PCR ?
Cette technique permet de :
- Choisir (=cibler) une séquence précise d’ADN, à partir d’un échantillon complexe dans lequel cette séquence est peu présente et donc invisible.
- Recopier (=amplifier) cette séquence en grande quantité (des millions de fois !) pour la rendre visible et donc mesurable.
La PCR reprend les étapes qui se déroule naturellement dans une cellule au quotidien (on n’a rien inventé 😜!). Elle se déroule en trois étapes :
- Dénaturation (à 95°C) : elle permet de faire passer l’ADN qui est en double brin (enroulé sur lui-même) en format simple brin (que l’on peut dérouler et « lire » 😉).
- Hybridation (à 55°C) : 2 amorces qui se fixent à l’ADN simple brin de chaque côté de la séquence cible.
- Extension (à 72°C) : la séquence cible est copiée à partir des amorces grâce à l’ADN polymérase : l’ADN polymérase, pour faire simple, est un photocopieur à ADN. La séquence est ainsi recopiée.
Il faut répéter x fois ces étapes pour multiplier la séquence précise d’ADN. Ceci est permis grâce à un appareil appelé thermocycleur qui réalise ces cycles. Après n cycles, l’ADN est multiplié par 2n. Donc, sortez la calculatrice (à part si vous êtes un surdoué en calcul mental) : Si on fait 10 cycles, on finira avec 210 soit 1024 fois la séquence cible.
PCR et COVID-19 mais pas que !
La PCR est devenue populaire par la crise liée au COVID-19 car c’est une technique utilisée dans les tests de dépistage mais ce n’est pas son seul domaine d’application. Au départ, elle a surtout été utilisée en recherche fondamentale pour comprendre le fonctionnement de la cellule, puis des diverses pathologies.
Et comment réussit-on cela ? Facile 🤔 : Les séquences d’ADN sont composées de 4 nucléotides représentés par 4 lettres A,T,C et G. La combinaison de ces 4 lettres forme (entre autres) les gènes. C’est comme si des phrases étaient écrites. Mais en recopiant les phrases (donc l’ADN), il arrive que dans une phrase (séquence d’ADN cible) il y ait une faute d’orthographe (mutation).
Rien de grave me direz-vous ? Détrompez-vous 😲 ! Une faute peut changer le sens de la phrase (et donc la fonction de la protéine au final). Vous allez tout comprendre avec l’exemple :
« J’ai vu l’interné de l’hôpital » : Vous avez vu un malade mental qui est maintenu dans l’hôpital.
« J’ai vu l’interne de l’hôpital » Vous avez vu un étudiant en médecine qui vous soigne dans l’hôpital.
L’oubli de ce petit accent change complètement le sens de la phrase 😉. C’est pareil pour les gènes. Si une lettre n’est pas à la bonne place, la protéine finale ne fonctionnera pas correctement. La PCR permet de détecter les « fautes d’orthographe ». La drépanocytose est une maladie dans laquelle un gène est muté (= faute d’orthographe) : c’est le gène localisé sur le chromosome 11, codant pour une des protéines qui forme l’hémoglobine dans les globules rouges. Le gène a une mutation qui entraîne la formation d’une protéine qui fonctionne mal (voire pas du tout).
La PCR permet donc de diagnostiquer des maladies quand les gènes sont mutés ou dans le cas du COVID-19 pour reconnaître des séquences spécifiques du virus. La PCR n’est pas seulement utilisée pour diagnostiquer les maladies humaines. Dans le monde agricole, elle est très présente pour détecter les pathogènes des plantes (bactéries, champignons, virus…) ou pour reconnaître les différentes variétés de plantes (dont les différences ne se voient pas à l’œil nu).
Elysia Bioscience développe des solutions R&D à base de PCR
Vu qu’on n’a pas développé une passion pour mettre des cotons-tiges dans le nez des gens, c’est pas la peine de venir nous voir pour le dépistage du COVID-19 😉. En revanche, si vous voulez savoir comment fonctionne votre produit de manière détaillée, là on pourra vous aider !
En effet, nous avons développé des analyses R&D à base de PCR et plein d’autres techniques toutes aussi intéressantes 😃. Par exemple, nous pouvons évaluer la quantité de mitochondries (voir blog parlant de ce sujet évidemment passionnant). Grâce à la PCR, nous pouvons doser la quantité d’ADN mitochondrial. Ceci dans le but de démontrer l’impact positif d’un composé 👏 !
