Une façon moins chère – testée et approuvée ! – de séquencer l’ADN

Une abeille sauvage de la famille Halictidae (photo : Alain Pauly / IRSNB) et un morceau de son séquençage ADN
21/12/2018
Une façon moins chère – testée et approuvée ! – de séquencer l’ADN
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Siska Van Parys

Les scientifiques de notre Institut et du MRAC (Musée royal de l'Afrique centrale) ont appliqué avec succès une technique permettant de collecter l'ADN de nombreux spécimens à un coût relativement bas. C’est une bonne nouvelle pour les chercheurs des instituts disposant de grandes collections, qui souhaitent comparer autant de spécimens que possible.

Analyser l'ADN de différentes espèces animales peut nous en apprendre beaucoup plus que la simple observation de leur morphologie. C’est particulièrement utile pour les taxonomistes – les scientifiques qui décrivent et classent les espèces – par exemple dans le cas d’espèces qui se distinguent difficilement par leur apparence. Avec l’amélioration des technologies de séquençage de l'ADN, séquencer l'ensemble du génome d'un organisme n'est plus de la science-fiction… si vous avez plusieurs milliers d'euros à dépenser ! Les taxonomistes étudiant généralement de nombreux organismes, le séquençage de leur génome devient rapidement inabordable. De plus, ils n'ont souvent pas besoin de séquencer tout le génome – ce qui représente un coût inutile -  mais seulement quelques parties spécifiques. Donc, malgré l'existence de technologies de séquençage plus performantes, ils le font souvent à l’ancienne, en utilisant le « séquençage de Sanger ». Avec cette technique, des fragments d’ADN relativement courts – parfois appelés « code à barres ADN » – sont séquencés un par un pour chaque spécimen, à bas coût. Mais récemment, des scientifiques ont réussi à adapter les nouvelles technologies de séquençage afin qu’elles puissent également être utilisées pour ne cibler que les gènes souhaités, ce qui représente un coût moins élevé pour analyser de nombreux spécimens.

Comme lire un livre

L’équipe JEMU de l’IRSNB et du MRAC a testé cette technique sur un groupe d’abeilles sauvages. « Ce que nous avons fait ici, c'est évaluer quelle méthode est l'option la plus avantageuse selon les situations », explique Gontran Sonet, l'un des chercheurs de l'équipe. « Nous avons comparé le séquençage Sanger traditionnel à un protocole adapté d'une méthode plus avancée, appelée NGS ou séquençage de nouvelle génération. » Il compare ce résultat à la lecture des phrases d'un livre, le livre étant le génome entier d'un individu et une phrase un fragment d’ADN. « Avec la méthode de Sanger, vous ne pouvez lire qu’une phrase à la fois. Chaque phrase coûte environ 10 euros. Avec le NGS, vous pouvez lire un livre entier en une fois. Logiquement, cela coûte aussi plus cher : plusieurs milliers d'euros par livre. Le principe du protocole adapté que nous avons utilisé est qu'au lieu de tout le livre, vous choisissez des phrases spécifiques à lire, comme dans la méthode de Sanger. La grande différence est que, avec Sanger, vous lisez les phrases une à une, tandis qu'avec NGS, vous les lisez toutes en même temps, en parallèle. Vous pouvez lire un million de fois plus d'ADN avec un cycle de NGS qu'avec un cycle de séquençage de Sanger. Par conséquent, si vous avez besoin de lire l’ADN de nombreux organismes, la méthode NGS adaptée devient l’option la moins chère. » Cette adaptation du NGS est plus rentable lorsque plus de cinq séquences doivent être lues pour plus de 100 organismes. « Cette approche ajoute la flexibilité nécessaire pour cibler les gènes que nous souhaitons vraiment étudier », conclut Sonet.

Histoire évolutive

Cette adaptation du protocole est un outil de plus pour aider les taxonomistes de l'Institut dans leurs recherches. Dans leur article, Sonet et ses collègues fournissent également des lignes directrices aux scientifiques pour qu'ils choisissent la technique la plus appropriée et la plus rentable dans leur cas. L’équipe JEMU a prouvé que ce protocole pouvait être utilisé pour des investigations scientifiques intéressantes à un coût relativement bas. « Grâce aux résultats obtenus, nous avons pu améliorer notre connaissance de l’histoire évolutive du groupe d’abeilles étudié et, parallèlement, examiner la présence d’une bactérie intracellulaire », commente Massimiliano Virgilio, un autre membre de l’équipe. Cette étude a confirmé que cette bactérie, appelée Wolbachia, se trouve souvent dans cette famille d'abeilles sauvages.

L'étude est publiée dans le journal Apidology

 

Elle a été initiée par le Joint Experimental Molecular Unit (JEMU), une unité (/ infrastructure) de recherche intégrée financée par BELSPO et soutenu par l’IRSNB, le Musée royal de l'Afrique centrale et le Belgian Network for DNA barcoding (BeBoL) du Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. JEMU mène des recherches sur les collections d'histoire naturelle dans les domaines de la systématique moléculaire, du codage à barre ADN, de la classification biologique et de l'archivage des spécimens et des échantillons biologiques.

 

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