Introduction
La polymerase chain reaction (PCR) est une méthode décennaire utilisée pour copier l'ADN. Malgré son importance, la PCR n'a pas évolué de manière significative depuis 1987. Cet article explore les raisons pour lesquelles la PCR est difficile à améliorer et les implications de ces limites.
Contexte Technique
La PCR fonctionne en faisant varier la température pour copier l'ADN. Le processus implique l'ajout d'une enzyme de polymérase, de primers et de nucléotides à un tube contenant l'ADN à copier. La machine de thermocyclage fait alors varier la température pour permettre à la polymérase de copier l'ADN. Il existe trois facteurs limitants pour accélérer la PCR : la diffusion, la longueur de l'ADN à copier et les taux de variation de température.
Les scientifiques utilisent généralement 30 cycles de PCR, mais il n'y a pas de raison particulière pour cela. Les ingrédients de la PCR, tels que les primers et les nucléotides, ne sont pas limitants avant le cycle 30. La véritable limitation est la « ré-anéaling » du produit, qui signifie que les copies d'ADN commencent à se lier les unes aux autres plus rapidement que les primers ne peuvent les lier.
Analyse et Implications
Il existe plusieurs façons d'accélérer la PCR, notamment en réduisant le nombre de cycles, en utilisant des polymérases plus rapides ou en améliorant les taux de variation de température. Cependant, ces améliorations ne sont pas aussi importantes que prévu. La réduction du nombre de cycles ne permettrait pas d'accélérer la PCR de manière significative, car les copies d'ADN commencent à se lier les unes aux autres plus rapidement que les primers ne peuvent les lier.
L'utilisation de polymérases plus rapides, telles que Phusion, peut déjà permettre d'accélérer la PCR de plus d'une heure. Il est donc peu probable que l'on trouve des améliorations significatives en ingénierie de polymérases plus rapides.
Perspective
La PCR est une technologie presque optimale, et il est peu probable que l'on trouve des améliorations significatives dans un avenir proche. Cependant, les recherches sur de nouvelles technologies, telles que la PCR photonique, pourraient permettre d'accélérer la PCR de manière significative. Il est important de continuer à explorer ces nouvelles technologies pour améliorer la productivité scientifique et réduire les coûts.
