Les PNA (peptide nucleic acids) : Des sondes high-tech pour l’analyse génétique et cytogénétique moléculaire

The peptide nucleic acids (PNAs): « high-tech » probes for genetic and molecular cytogenetic investigations

¹ CNRS UPR 1142, Institut de Génétique Humaine, 141, rue de la Cardonille, 34396 Montpellier Cedex 5, France
² Centre of Assisted Reproduction and Reproductive Genetics, Institut of Biology and Medical Genetics, Motol Hospital, V uvalu 84, 150 06 Prague 5, République Tchèque
³ Service de Biologie de la Reproduction B, Hôpital Arnaud de Villeneuve, 371, avenue du Doyen Gaston Giraud, 34295 Montpellier Cedex 5, France

^* franck.pellestor@igh.cnrs.fr

Résumé

Les PNA (peptide nucleic acids) sont des molécules de synthèse, analogues des acides nucléiques, dans lesquelles le squelette phosphodiester a été remplacé par une chaîne pseudo-peptidique sur laquelle viennent se fixer les bases puriques et pyrimidiques. Du fait de cette structure, les molécules de PNA ne sont pas chargées et s’apparient aux séquences d’acides nucléiques avec une remarquable affinité et une très forte spécificité. De plus, les PNA présentent une remarquable stabilité et une excellente résistance aux protéases et aux nucléases. Depuis leur mise au point en 1991, les PNA ont été incorporées dans de nombreux protocoles d’études et de diagnostics génétiques pour la recherché de mutations, la coupure dirigée de l’ADN ou la thérapie génique. L’élaboration récente de sondes PNA pour l’identification in situ des chromosomes humains a permis d’adapter avec success cette nouvelle technologie à l’analyse cytogénétique humaine.

Abstract

The peptide nucleic acids (PNAs) constitute a remarkable new class of synthetic nucleic acids analogs, in which the sugar phosphate backbone is replaced by repeating N-(2-aminoethyl) glycine units linked by amine bonds and to which the nucleobases are fixed. This structure gives to PNAs the capacity to hybridize with high affinity and specificity to complementary RNA and DNA sequences, and a great resistance to nucleases and proteinases. Originally conceived as ligands for the study of double stranded DNA, the unique physico-chemical properties of PNAs have led to the development of a large variety of research and diagnostic assays, including antigene and antisense therapy and genome mapping. Several sensitive and robust PNA-dependent methods have been designed for modulating polymerase chain reactions, detecting genomic polymorphisms and mutations or capturing nucleic acids. Over the last few years, the use of PNAs has proven its powerful usefulness in cytogenetics for the rapid in situ identification of human chromosomes and the detection of aneuploidies. Recent studies have reported the successful use of chromosome-specific PNA probes on human lymphocytes, amniocytes, spermatozoa as well as on isolated oocytes and blastomeres. Muticolor PNA protocols have been described for the identification of several human chromosomes, indicating that PNAs could become a powerful tool for in situ chromosomal investigation.