Transfert (biologie moléculaire)

Le transfert (en anglais blot) est une technique de biologie moléculaire et en biochimie qui permet de rechercher la présence d'une molécule déterminée (ADN , ARN, protéine, etc.) dans un échantillon biologique (extrait cellulaire, fluide biologique, fraction purifiée...). Le transfert consiste à transférer les molécules à analyser sur un support solide (par exemple, une membrane de nitrocellulose ou de nylon), éventuellement après une étape de séparation comme une électrophorèse sur gel, puis à utiliser une sonde spécifique (fragment d'ADN ou d'ARN, anticorps, etc.) de la cible recherchée[1]. Il en existe plusieurs variantes en fonction des molécules analysées et des méthodes de détection utilisées.

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Ces techniques, dont les premiers développements remontent au milieu des années 70, restent régulièrement utilisées en recherche ou en clinique.

Historique

La première technique de transfert de molécules fut développée en 1976 par Edwin Southern. L'ADN génomique était dénaturé et découpé puis les fragments obtenus était séparés par électrophorèse. Après transfert sur une membrane, la détection était réalisée par des sondes d'ADN radioactives.

Cette technique fut ensuite adaptée pour d'autres types de molécules : l'ARN et les protéines puis, plus récemment, pour les lipides ou pour l'analyse des interactions inter-moléculaires.

Les principales techniques de transfert et d'analyse d’interactions sont listées dans le tableau suivant.

TechniqueNomMoléculesInvention
TransfertSouthern blotADN1975, Southern[2]
Northern blotARN1975, Awine et al.
Western blotProtéines1979, Towbin[3] et 1981, Burnette[4]
Analyse des interactionsSouthwestern blotADN-protéines1980, Bowen et al.[5]
Electrophoretic mobility shift assayADN-protéines1981, Garner & Revzin[6] et 1981, Fried & Crothers[7]
Northwestern blotARN-protéines1984, Adams et al.[8]
Far-western blotProtéines-protéines1994, Hummler et al.[9]

Actuellement, d'autres techniques d'analyse commencent à remplacer certaines techniques de transfert. Par exemple, la PCR (1983) et les puces à ADN pour l'analyse de l'ADN et de l'ARN.

Terminologie

Le transfert d'ADN est appelé en anglais Southern blot, en hommage à son inventeur. Les autres techniques sont appelées northern blot pour l'ARN, western blot pour les protéines et far-eastern blot pour les lipides (en référence, de façon humoristique, aux 4 points cardinaux : north, south, east et west en anglais). Seul le mot Southern provient d'un nom propre et prend une majuscule.

En français, il est recommandé[10],[11],[12] d'utiliser, par exemple pour les protéines, les termes transfert de protéines ou transfert de western. Le nom anglais des techniques est très souvent utilisé dans la littérature ou dans les laboratoires.

Le terme buvardage est parfois rencontré pour traduire blot (en référence à la traduction littérale de blot signifiant tâche ou sécher, passer un buvard sur[13]). Il s'agit cependant d'un néologisme peu utilisé.[réf. souhaitée]

Principe
Principe des techniques de transfert de molécules

Ces techniques se déroulent en général en 3 ou 4 étapes (la première étape, la séparation, étant optionnelle).

  • La séparation des molécules à analyser, en général par une électrophorèse.
  • Le transfert proprement-dit des molécules depuis le gel sur une membrane.
  • L'hybridation avec une ou plusieurs (multiplexe) sondes marquées.
  • La détection des sondes.

Notes et références
  1. L'utilisation de sondes spécifiques directement dans un gel d’électrophorèse n'est pas possible pour des raisons techniques
  2. Edwin Mellor Southern, « Detection of specific sequences among DNA fragments separated by gel electrophoresis », Journal of Molecular Biology, vol. 98, no 3,‎ , p. 503–517 (ISSN 0022-2836, PMID 1195397, DOI 10.1016/S0022-2836(75)80083-0)
  3. H Towbin, T Staehelin et J Gordon, « Electrophoretic transfer of proteins from polyacrylamide gels to nitrocellulose sheets: procedure and some applications », PNAS, vol. 76, no 9,‎ , p. 4350–4 (PMID 388439, PMCID 411572, DOI 10.1073/pnas.76.9.4350)
  4. Burnette WN., « 'Western blotting': electrophoretic transfer of proteins from sodium dodecyl sulfate—polyacrylamide gels to unmodified nitrocellulose and radiographic detection with antibody and radioiodinated protein A », Analytical Biochemistry, vol. 112, no 2,‎ , p. 195–203 (ISSN 0003-2697, PMID 6266278, DOI 10.1016/0003-2697(81)90281-5)
  5. Bowen B, Steinberg J, Laemmli UK, Weintraub H, « The detection of DNA-binding proteins by protein blotting », Nucleic Acids Res., vol. 8, no 1,‎ , p. 1–20 (PMID 6243775, PMCID 327239, DOI 10.1093/nar/8.1.1, lire en ligne)
  6. Garner MM, Revzin A, « A gel electrophoresis method for quantifying the binding of proteins to specific DNA regions: application to components of the Escherichia coli lactose operon regulatory system », Nucleic Acids Res., vol. 9, no 13,‎ , p. 3047–60 (PMID 6269071, PMCID 327330, DOI 10.1093/nar/9.13.3047, lire en ligne)
  7. Fried M, Crothers DM, « Equilibria and kinetics of lac repressor-operator interactions by polyacrylamide gel electrophoresis », Nucleic Acids Res., vol. 9, no 23,‎ , p. 6505–25 (PMID 6275366, PMCID 327619, DOI 10.1093/nar/9.23.6505, lire en ligne)
  8. Adams DS, etal, « A simple immunoelectroblot technique for the rapid detection and sizing of capped small nuclear RNA molecules », Gene Analysis Tech., vol. 1, no 6,‎ november–december 1984, p. 109–115 (DOI 10.1016/0735-0651(84)90003-7, lire en ligne)
  9. Hummler E, etal, « Targeted mutation of the CREB gene: compensation within the CREB/ATF family of transcription factors », Proceedings of the National Academy of Sciences USA, vol. 91, no 12,‎ , p. 5647–5651 (DOI 10.1073/pnas.91.12.5647, lire en ligne)
  10. Recommandations pédagogique (Ressources nationales de chimie du Ministère de l'éducation et de la recherche).
  11. Vocabulaire de génétique (Journal officiel du 23 novembre 2006).
  12. Le grand dictionnaire terminologique (Office québécois de la langue française).
  13. http://dictionnaire.reverso.net/anglais-francais/blot

Voir aussi
  • Dot blot, similaire aux transferts d'ADN, d'ARN ou des protéines mais sans la première étape de séparation
  • Portail de la biochimie
  • Portail de la biologie cellulaire et moléculaire
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