Projet de séquençage de génome - Définition

Introduction

Les projets de séquençage de génome sont des projets scientifiques qui ont pour but d'obtenir les séquences complètes des génomes de différents organismes: bactéries, plantes, champignons, animaux, et humain.

Ce travail nécessite la séquence de l'ADN de chacun des chromosomes de l'espèce. Pour une bactérie, il n'y a qu'un seul chromosome à séquencer. Pour l'espèce humaine , qui possède 22 paires de chromosomes et 2 chromosomes sexuels ( X et Y), il y a 24 chromosomes à séquencer.

Le projet génome humain est abouti depuis 2003.

Assemblage génomique

L'assemblage génomique consiste à prendre un grand nombre de séquences d'ADN, qui ont été obtenues par la méthode Whole Genome Shotgun , pour les remettre ensemble et recréer le chromosome original. Dans la méthode Whole Genome Shotgun , l'ADN d'un seul organisme est fragmenté en millions de morceaux. Ceux-ci sont lus par des séquenceurs d'ADN automatiques ( qui peuvent déterminer 900 bases par minutes). Les quatre bases sont adénine, guanine, cytosine, et thymine, abrégées AGCT. Un logiciel d'algorithme d'assemblage génomique analyse chaque fragment et les aligne tous les uns derrières les autres, en détectant les zones de chevauchement entre les fragments. Si deux séquences se correspondent elles sont considérées comme étant identiques ce qui relie les fragments.

L'assemblage génomique peut être problématique pour les informaticiens, car les génomes contiennent des séquences qui se répètent, et ces répétitions peuvent être longues de plusieurs milliers de nucléotides ( ou bases) et sur plusieurs endroit du génome. C'est surtout le cas pour les grands génomes des plantes et des animaux.

Exemples de projets

La drosophile, un des organismes supérieurs à voir son génome entier séquencé.

Lepoisson zèbre , un autre organisme modèle

Le International Grape Genome Program a pour but la maîtrise de la qualité des vins.

De nombreux organismes sont le sujet de projet de séquençage de génome, déjà abouti ou sur le point de l'être:

Vertébrés

• Le crapaud xénope, Xenopus laevis;
• Le poisson Oryzias latipes;
• Le poisson Takifugu rubipres;

Mammifères

• Humains, Homo sapiens; voir Projet génome humain abouti en 2003
• La souris, Mus musculus
• Le rat, Rattus norvegicus
• Le chimpanzé Pan troglodytes
• Le Macaque rhésus, Macaca mulatta
• Le poulet, Gallus gallus
• Le chat domestique, Felis silvestris
• L'ornithorynque Platypus, Ornithorhynchus anatinus
• La vache, Bos Taurus
• Le cheval, Equus Caballus

Plantes

• L'arabette des dames Arabidopsis thaliana, une plante modèle;
• Le riz Oryza sativa;
• Le blé, Triticum aestivum';
• Le maïs, Zea mays;
• Le peuplier, Populus trichocarpa;
• La tomate Solanum lycopersicum;
• La patate Solanum tuberosum;
• La vigne, Vitis vinifera L.;

Autres animaux

• L'oursin, Arbacia punctulata ;
• Le vers nématode Caenorhabditis elegans;
• La drosophile;
• L'abeille Apis mellifera;

Virus, Archées et Eubactéries

• Haemophilus influenzae, une bactérie (le premier mico-organisme non parasite à être séquencé);
• La levure de boulanger Saccharomyces cerevisiae;
• La bactérie intestinale Escherichia coli;
• Le virus du SRAS ;
• La moisissure Neurospora crassa;

Microbiome et Métagénome

Le 11 janvier 2008, le National Institutes of Health lance dans le cadre du NIH Roadmap for Medical Research le en:Human Microbiome Project. Le but de celui-ci est le séquençage, dans un délai de cinq ans, du génome d'un millier de microbiotes de l'homme et l'analyse de leurs rôles dans la santé et les maladies humaines.

Le 11 avril 2008 est lancé le projet européen MetaHIT.Coordonné par l'INRA, il a pour but d'étudier le génome de l'ensemble des bactéries constituant la flore intestinale humaine afin de caractériser ses fonctions et ses implications sur la santé.