Biodétecteurs environnementaux
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1.2.
Améliorer la sensibilité, simplifier les procédés
L’approche classique pour détecter les interactions antigène-anticorps est l’utilisation de systèmes rapporteurs indirects (e.g., anti-anticorps marqués). Il peut
néanmoins s’avérer avantageux techniquement et économiquement de disposer
d’un procédé comprenant moins de partenaires moléculaires. C’est ainsi qu’une
équipe du Scripps Institute a eu l’idée d’exploiter la propriété de l’anticorps monoclonal EP2-19G2, de former directement un complexe fluorescent bleu après interaction avec le trans-stilbenyl-boronic acid (Matsushita et al., 2005). Le Hg (II)
agit comme un compétiteur puissant et relativement sélectif (une quinzaine de
cations testés) de ce phénomène. Un tel concept simplifie grandement le design du
biodétecteur.
On a vu en début de paragraphe que plusieurs types de biomolécules pouvaient
être utilisés (z.e. enzymes, canaux, etc.) en complément des anticorps. Dans le
cas de l’uranium, toujours à titre d’exemple, on notera le résultat impressionnant obtenu par une équipe de l’université d’Illinois à Urbana-Champaign. Les
« DNAzymes », ou ADN catalytiques, sont des oligodésoxynucléotides sélectionnés par criblage de librairies combinatoires d’ADN au sein desquels est
introduit un site chimique labile, habituellement un résidu ribonucléotidique. En
criblant une séquence ultra-affine pour l’uranium, l’équipe de Yi Lu a pu concevoir un DNAzyme sensible à la présence d'uranium et remarquablement sélectif,
Kd ~45 pM avec un facteur de sélectivité de près d’un million vis-à-vis des ions
testés. La coupure induite par la liaison de UO|+ libère un fragment fluorescent
qui peut être aisément dosé. Le biodétecteur correspondant a pu être utilisé pour
l’analyse d’un sol pollué d’Oak Ridge (Liu et al., 2007).
Les biodétecteurs bactériens
C est dans le milieu des années 1970 que le concept du biosenseur bactérien fut
développé par C Divis inspiré de celui de biosenseur enzymatique dont la paternité est dévolue à LC Clarke au début des années 1960.
Les biosenseurs bactériens résultent de l’exploitation des capacités des bactéries
à résister à des environnements agressifs, environnements qui souvent résultent de
la contamination anthropogénique ou non de leur biotope par des métaux ou des
composés organiques. Dans de telles conditions les bactéries mettent en place des
Wèmes de défense tels que l’oxydoréduction, la chélation, la métabolisation ou
’’excrétion des produits toxiques. Ces systèmes enzymatiques sont soit constitutifs
soit inductibles par le composé toxique. L’identification et la caractérisation de ces
systèmes inductibles sont la base de la mise au point de biosenseurs spécifiques.
En effet, il est possible de mettre un gène dit « rapporteur », codant une
P'otéine générant un signal chromogénique, fluorescent ou bien encore umine
cent, sous le contrôle direct d’un promoteur inductible. La pa ette es p
lltés dépend essentiellement de la biodiversité et l’on connaît de très> nombr^
Amples de réponse aux ions métalliques toxiques (Magrisso étal., 2008). Earmi
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1.2.
Améliorer la sensibilité, simplifier les procédés
L’approche classique pour détecter les interactions antigène-anticorps est l’utilisation de systèmes rapporteurs indirects (e.g., anti-anticorps marqués). Il peut
néanmoins s’avérer avantageux techniquement et économiquement de disposer
d’un procédé comprenant moins de partenaires moléculaires. C’est ainsi qu’une
équipe du Scripps Institute a eu l’idée d’exploiter la propriété de l’anticorps monoclonal EP2-19G2, de former directement un complexe fluorescent bleu après interaction avec le trans-stilbenyl-boronic acid (Matsushita et al., 2005). Le Hg (II)
agit comme un compétiteur puissant et relativement sélectif (une quinzaine de
cations testés) de ce phénomène. Un tel concept simplifie grandement le design du
biodétecteur.
On a vu en début de paragraphe que plusieurs types de biomolécules pouvaient
être utilisés (z.e. enzymes, canaux, etc.) en complément des anticorps. Dans le
cas de l’uranium, toujours à titre d’exemple, on notera le résultat impressionnant obtenu par une équipe de l’université d’Illinois à Urbana-Champaign. Les
« DNAzymes », ou ADN catalytiques, sont des oligodésoxynucléotides sélectionnés par criblage de librairies combinatoires d’ADN au sein desquels est
introduit un site chimique labile, habituellement un résidu ribonucléotidique. En
criblant une séquence ultra-affine pour l’uranium, l’équipe de Yi Lu a pu concevoir un DNAzyme sensible à la présence d'uranium et remarquablement sélectif,
Kd ~45 pM avec un facteur de sélectivité de près d’un million vis-à-vis des ions
testés. La coupure induite par la liaison de UO|+ libère un fragment fluorescent
qui peut être aisément dosé. Le biodétecteur correspondant a pu être utilisé pour
l’analyse d’un sol pollué d’Oak Ridge (Liu et al., 2007).
Les biodétecteurs bactériens
C est dans le milieu des années 1970 que le concept du biosenseur bactérien fut
développé par C Divis inspiré de celui de biosenseur enzymatique dont la paternité est dévolue à LC Clarke au début des années 1960.
Les biosenseurs bactériens résultent de l’exploitation des capacités des bactéries
à résister à des environnements agressifs, environnements qui souvent résultent de
la contamination anthropogénique ou non de leur biotope par des métaux ou des
composés organiques. Dans de telles conditions les bactéries mettent en place des
Wèmes de défense tels que l’oxydoréduction, la chélation, la métabolisation ou
’’excrétion des produits toxiques. Ces systèmes enzymatiques sont soit constitutifs
soit inductibles par le composé toxique. L’identification et la caractérisation de ces
systèmes inductibles sont la base de la mise au point de biosenseurs spécifiques.
En effet, il est possible de mettre un gène dit « rapporteur », codant une
P'otéine générant un signal chromogénique, fluorescent ou bien encore umine
cent, sous le contrôle direct d’un promoteur inductible. La pa ette es p
lltés dépend essentiellement de la biodiversité et l’on connaît de très> nombr^
Amples de réponse aux ions métalliques toxiques (Magrisso étal., 2008). Earmi