L'électrophorèse sur gel est une technique où les molécules biologiques sont séparées les unes des autres et identifiées dans la recherche biologique ou le diagnostic médical. Depuis leur développement dans les années 1970, ces techniques ont été d'une valeur inestimable pour identifier les gènes (ADN) et les produits géniques (ARN et protéines) d'intérêt pour la recherche. Ces dernières années, de nouvelles techniques ont émergé qui donnent plus de spécificité et de détails sur ce qui se passe dans les systèmes vivants. Bien que celles-ci n'aient pas supplanté les techniques d'électrophorèse et que des manipulations avancées puissent étendre la viabilité de la technique, il est important de comprendre ce que l'électrophorèse sur gel peut et ne peut pas faire.
L'électrophorèse a une analyse d'échantillon limitée
L'électrophorèse est spécifique à tout tissu que vous avez échantillonné. Par exemple, si vous effectuez un Southern blot (un type d'électrophorèse) sur un écouvillon de joue, vous examinez les gènes des cellules épithéliales de votre joue et nulle part ailleurs dans votre corps. Parfois, cela peut être bénéfique, mais les chercheurs s'intéressent souvent à des effets plus répandus.
Des techniques telles que l'hybridation in situ (ISH) peuvent prélever une section de tissu et analyser l'expression génique dans chaque petite zone de cet échantillon. Ainsi, les chercheurs peuvent examiner chaque zone cérébrale d'un échantillon avec l'ISH, alors que les techniques d'électrophorèse ne peuvent examiner que quelques zones à la fois.
Les mesures d'électrophorèse ne sont pas précises
L'électrophorèse sur gel peut séparer efficacement des protéines similaires avec des poids différents (il s'agit d'une technique appelée Western blot). Il peut les séparer plus précisément grâce à une technique connue sous le nom d'électrophorèse 2d; c'est courant en protéomique.
Malheureusement, toutes les mesures effectuées à partir de cette technique sont au mieux semi-quantitatives. Afin d'obtenir la masse précise (poids) des protéines, la spectroscopie de masse doit être utilisée après que la protéine a été purifiée par électrophorèse. De plus, la comparaison des quantités relatives de différentes molécules repose sur la densité de bande (obscurité) de différents points sur le gel. Cette méthode comporte un certain degré d'erreur et les échantillons sont généralement exécutés plusieurs fois pour obtenir des résultats précis.
Un échantillon de départ substantiel est requis
L'électrophorèse est une technique d'isolement et d'identification visuelle de différentes biomolécules. Cela se fait en faisant passer un courant électrique à travers le gel pour séparer les molécules chargées de poids différents. Si la molécule qui vous intéresse n'est pas assez commune, sa bande sera pratiquement invisible et difficile à mesurer.
L'ADN et l'ARN peuvent être quelque peu amplifiés avant l'électrophorèse, mais ce n'est pas pratique de le faire avec des protéines. Par conséquent, un grand échantillon de tissu est nécessaire pour exécuter ces tests. Cela peut limiter l'utilité de la technique, notamment en analyse médicale. Il est pratiquement impossible d'effectuer une électrophorèse sur des échantillons d'une seule cellule; la cytométrie en flux et l'immunohistochimie sont plus couramment utilisées pour évaluer l'expression cellule par cellule des protéines. Une technique appelée PCR est excellente pour mesurer avec précision de minuscules quantités d'ARN.
Seules certaines molécules peuvent être visualisées
L'électrophorèse est excellente pour séparer et identifier les biomolécules de taille moyenne à grande. Cependant, bon nombre des molécules que les chercheurs souhaitent examiner sont plus petites; les petites hormones, les neurotransmetteurs et les ions ne peuvent pas être mesurés par électrophorèse. Ceci pour deux raisons: ils ne réagissent pas correctement avec la préparation d'électrophorèse (généralement une technique appelé SDS PAGE) et, même s'ils le faisaient, ils sont trop petits pour se séparer correctement et se précipiteraient au fond de le gel. Ces molécules sont plutôt mesurées par des techniques telles que les RIAA (radio immunoassays) et les ELISA (enzyme-linked immunosorbant assay).
L'électrophorèse est à faible débit
L'électrophorèse sur gel est généralement à faible débit, ce qui signifie qu'elle ne produit pas de données particulièrement rapidement. L'électrophorèse de contraste, où vous pouvez regarder une petite poignée de molécules d'ARN à la fois, avec PCR (réaction en chaîne par polymérase), qui peut évaluer simultanément des milliers d'échantillons. De même, la cytométrie en flux peut prendre des mesures à partir de milliers de cellules individuelles et rendre complexe corrélations, tandis que l'électrophorèse examine les cellules en masse et ne peut pas faire de si bonnes discriminations. La PCR et la cytométrie en flux représentent respectivement des processus massivement parallèles et en série, et les deux dépassent de loin les capacités de l'électrophorèse à générer des données de recherche.