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Sélections d’aptamères d’ADN par SELEX pour la détection de la cyanobactérie Microcystis aeruginosa

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Nazari, Timan (2019). Sélections d’aptamères d’ADN par SELEX pour la détection de la cyanobactérie Microcystis aeruginosa Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, maîtrise en microbiologie appliquée, 82 p.

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Résumé

Chaque année, de nombreux lacs au Québec ont une surcroissance de la cyanobactérie Microcystis aeruginosa, appelée couramment l’algue bleu-vert. Lorsqu’elle est surabondante, M. aeruginosa représente un danger pour l’homme et l’environnement en produisant des toxines, comme la microcystine, qui résistent à la plupart des méthodes de traitement des eaux. Certaines méthodes, comme la PCR ou ELISA, permettent de détecter les cyanobactéries ou ses toxines, mais demandent une expertise professionnelle et du matériel coûteux. Dans cette recherche, nous visons à optimiser la méthode SELEX. Cette méthode permet de sélectionner des oligonucléotides spécifiques, nommé des aptamères, qui ont une haute affinité envers un ligand précis. Nous espérons que des aptamères spécifiques à M. aeruginosa pourront éventuellement servir à la création de biosenseurs en réseaux de fibre à longue période (LPFG), une fibre optique dont les propriétés varient périodiquement le long de la fibre, et qu’ils nous permettront ainsi le suivi et la prévention de M. aeruginosa. Le SELEX commence par un grand nombre d’oligonucléotides d’ADN, différents et aléatoires, où seulement ceux avec une affinité spécifique pour M. aeruginosa sont gardés puis répliqués par PCR. Le processus est répété, créant des générations d’oligonucléotides de plus en plus spécifiques et de grande affinité. À la fin d’un SELEX réussit, il est possible d’identifier des aptamères parmi ces oligonucléotides. Dans ce projet, nous avons optimisé le SELEX en testant différentes approches de quantification d’oligonucléotides, par fluorescéine et par l’isotope radioactif 32P, ainsi que la PCR asymétrique (aPCR) pour amplifier les nouvelles générations d’oligonucléotides du SELEX. Ensuite nous avons analysé neuf générations d’oligonucléotides d’un SELEX amplifié avec la PCR asymétrique optimisée. Nous concluons que la PCR asymétrique devrait être jumelée avec des méthodes de purification efficace puisque celle-ci crée de nombreux artéfacts plus que les générations du SELEX augmentent.

Abstract

Each year, many Canadian lakes show overgrowth of the cyanobacteria Microcystis aeruginosa, known as a blue-green algae. When overgrowing, M. aeruginosa strains can produce toxins, like the microcystin, that can affect animals and the environment. Those toxins are resistant to most water treatment methods and can thus be dangerous for us. Currently, detection techniques or sensors against the bacteria or the toxin, PCR or ELISA for example, require time, expertise or need high-cost material. In this project, we want to create ''ready to use'' biosensors against all M. aeruginosa strains to prevent possible contamination. The sensor is made of long-period fiber gratings (LPFGs), an optical fiber with the properties periodically varying along the fiber, and biosensing material, aptamers. Aptamers are oligonucleotides with a specific affinity to a molecule, and are found by using SELEX (Systematic evolution of ligands by exponential enrichment). This method consists in selecting and then amplifying the best oligonucleotides that bind M. aeruginosa, among synthetic random sequences of DNA. The process is repeated many times, making new generations of oligonucleotides more specific to M. aeruginosa. In this research, we did the optimization of SELEX by testing quantification methods and by using asymmetric PCR to amplify each new generation of oligonucleotides. Then, we analyzed nine generations of oligonucleotides from an optimised aPCR SELEX. We conclude that asymmetric PCR amplifies many artefacts, which increased with each generation, and that we should look for a better way to amplify, purify and quantify our SELEX.

Type de document: Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Perreault, Jonathan
Mots-clés libres: -
Centre: Centre INRS-Institut Armand Frappier
Date de dépôt: 11 déc. 2019 16:46
Dernière modification: 11 déc. 2019 16:46
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/8507

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