Ouvrez une porte sur le génome complet de tous les organismes du monde

Les efforts internationaux visant à séquencer le génome complet de tous les organismes de la planète – y compris les plus dangereux pour l’homme – peuvent aboutir s’ils disposent des outils bioinformatiques appropriés.

Plus précisément, les chercheurs de Institut López-Neyra de parasitologie et de biomédecine du Conseil supérieur de la recherche scientifique (IPBLN-CSIC) et Université de Glasgow Nous avons développé ILRA, un outil bioinformatique développé pour générer des génomes de haute qualité dans des contextes problématiques. Par exemple, lorsque l’on travaille avec des échantillons biologiques insuffisants ou avec des espèces complexes, comme les parasites.

La génomique pour décrypter les maladies humaines et la virulence des pathogènes

A partir de matériel biologique, les technologies de séquençage massif permettent d’obtenir la composition des séquences d’ADN. Il existe quatre composants possibles dans une séquence, appelés bases ou nucléotides. Ils sont représentés par quatre lettres, la fameuse ACGT.

La génomique est une technique omique ce qui nous permet d’étudier avec précision les séquences de tous les gènes d’un organisme. C’est ce qu’on appelle le génome. Ainsi, des bases de données sont obtenues avec la composition précise des bases du génome. La valeur d’une étude plus approfondie est énorme. Par exemple, les clés de la prédisposition humaine aux maladies ou les gènes qui rendent un agent pathogène plus virulent pourraient être étudiés.

Séquencer les génomes dans le monde

Il Projet du génome humain obtenu, après des années d’efforts, une séquence générale pour l’être humain dans le année 2001. Cependant, le génome humain n’a été considéré comme véritablement complet que très récemment, avec une version plus complète en 2022 et le séquençage du chromosome Y en 2023.

Il serait désormais temps de séquencer les génomes plus diversifié pour représenter véritablement les populations humaines. Par ailleurs, le Projet sur le microbiome humain a pris le relais pour tenter d’obtenir la séquence de tous les micro-organismes présents chez l’homme. Plusieurs consortiums internationaux, tels que Biodiversité Génomique Europe o Biogénome terrestre Ils visent également à séquencer des millions d’organismes eucaryotes dans un avenir très proche.

Problèmes sur la voie de l’amélioration des génomes

Bref, les innovations biomédical et des promesses comme médecine personnalisée Elles vont de pair avec les techniques de séquençage. Les progrès dépendent en grande partie de la disponibilité de génomes de référence de haute qualité, qui doivent représenter fidèlement le matériel génétique d’origine.

Cependant, contrairement à l’homme, la situation est loin d’être parfaite pour la plupart des organismes connus. Cela est dû en partie au fait que les techniques de séquençage présentent des limites techniques. Même les plus avancés, comme ceux de Ultima Génomiqueprésent erreurs. Par exemple, l’analyse de la composition de régions répétées d’ADN, qui peut contenir des informations vitales.

Le danger et les conséquences d’un séquençage incorrect ou incomplet sont réels. Si les génomes utilisés comme référence dans les études scientifiques contiennent des erreurs, telles que des séquences inexactes ou une contamination, des changements pourraient être identifiés dans certaines des quatre bases de l’ADN, mutation, qui en réalité n’existent pas. Des gènes complets qui peuvent être vitaux pour la maladie ou le processus étudié pourraient également être ignorés. En plus d’utiliser des génomes aussi corrects que possible, réaliser des analyses bioinformatiques robustes est également très utile pour éviter d’aboutir à des interprétations et à des résultats qui pourraient être erronés. totalement faux.

Le danger des erreurs dans l’étude des parasites mortels

Dans ce contexte, le cas du parasites. La grande majorité des génomes disponibles pour les parasites présentent des limites, même s’ils sont à l’origine de certaines des maladies humaines les plus mortelles.

Le principal problème est qu’une grande partie des connaissances repose sur des génomes obtenus à partir de cultures de parasites en laboratoire. Ceux-ci diffèrent des parasites qui circulent dans les milieux naturels. Par exemple, les parasites naturels sont soumis à des processus évolutifs et adaptation, qui laissent des traces dans leur génome. Ces séquences de laboratoire s’entendent comme génomes de référence, soi-disant représentatif de tous les parasites du monde. Mais il faut éviter cette généralisation, en produisant de nouveaux génomes et en améliorant ceux utilisés dans chaque étude ou circonstance spécifique. Ainsi, plus les génomes sont détaillés et précis, plus il nous sera facile de naviguer dans le paysage diversifié de la biologie.

La valeur de l’ILRA et le parasite du paludisme

Outils bioinformatiques tels que celui récemment développé ILRA peut aider à la génération de nouveaux génomes aussi corrects et complets que possible, qui jusqu’à présent sont présentés comme buvards.

ILRA repose principalement sur l’intégration de données issues de différentes technologies de séquençage. Cette approche hybride combine des données provenant de différentes technologies. Ainsi, les avantages et les inconvénients de chaque méthode se compléteraient, obtenant un résultat final parfait.

L’ILRA est automatique, il ne nécessite pas de connaissances bioinformatiques approfondies qui ne sont généralement pas accessibles à la plupart des groupes de recherche, contribuant ainsi à une science plus égalitaire. N’importe quel laboratoire, quelles que soient ses ressources ou son expérience, pourrait aujourd’hui relever le défi de produire des génomes de haute qualité avec davantage d’instruments.

L’outil a été testé avec le parasite Plasmodium falciparum, qui est la cause du paludisme et l’un des organismes ayant une composition d’ADN plus inhabituelle. Dans le génome de Plasmodium falciparum les bases A et T dépassent 80 % en moyenne, plutôt qu’une proportion plus équilibrée. Cela a rendu son étude difficile et limité les connaissances de base sur sa biologie.

Le paludisme humain est l’une des maladies infectieuses les plus importantes. Cette maladie provoque une pauvreté extrême et des centaines de milliers de décès par an, notamment dans les pays en développement et plus particulièrement en Afrique. D’une manière générale, la lutte contre le paludisme et d’autres maladies a jusqu’à présent été handicapée par le manque de bons génomes. De nouveaux et meilleurs génomes représenteront la diversité des parasites dans la nature. Ainsi, nous pourrions révéler les clés de l’adaptation et de la virulence des parasites, voire donner naissance à de nouvelles traitements.

En conclusion, la bioinformatique, grâce à des outils tels que l’ILRA, a beaucoup à apporter pour améliorer l’étude des génomes, qui peut à l’avenir devenir la base de l’éradication de maladies dévastatrices, telles que paludisme.