WIKI "Spectrum " : Séquençage de l'ADN - Exome

Quelques explications sur le séquençage de l'ADN et l'exome.

En complément de l'article Un enregistrement génétique récolte une moisson de nouveaux gènes de l’autisme, traduction d'articles du Wiki de Spectrum. A suivre

Petites lunes et étincelantes étoiles © Luna TMG Petites lunes et étincelantes étoiles © Luna TMG

Séquençage de l’ADN

Le séquençage de l’ADN est le procédé par lequel on détermine l’ordre des bases nucléotidiques qui forment une molécule d’ADN, autrement dit c’est la « lecture » de la séquence d’ADN.

Méthodes

On peut avoir recours à plusieurs méthodes pour réaliser le séquençage de l’ADN. Une des premières méthodes développées dans les années 70, la méthode Maxam-Gilbert, repose sur la transformation chimique de l’ADN et le clivage de l’ADN qui s’ensuit à des bases spécifiques. (1) La méthode antérieure plus connue, le séquençage Sanger, comprend l’usage de circuits de détermination spécifiques pendant la synthèse de l’ADN, de manière à générer des fragments d’ADN marqués, de tailles variées, qui sont ensuite séparés selon leur taille. (2)

Une approche offensive plus récente consiste à décomposer l’ADN en plus petits fragments, puis à les cloner et à les séquencer individuellement. Cette méthode autorise le séquençage de sections d’ADN plus longues par l’alignement puis le réassemblage des fragments de séquence reposant sur des chevauchements partiels.

Les technologies actuelles de séquençage nouvelle génération, qu’on nomme souvent séquençage parallèle, supposent de fragmenter le génome entier en petits morceaux, qui sont liés à des adaptateurs pour la lecture pendant la synthèse de l’ADN. Ainsi des fragments situés le long du génome entier peuvent être lus de manière aléatoire et en parallèle.

Identification des mutations

Avec l’achèvement du projet du génome humain, qui s’était donné pour but la séquence du génome humain entier, il est devenu possible d’avoir une séquence de référence dans la comparaison de génomes différents, par exemple entre celui d’un individu atteint d’un trouble donné et celui d’un individu contrôle. (3, 4)

Une des principales applications de cette technologie est l’identification de mutations génétiques chez les individus atteints de différents troubles. En complément des mutations ponctuelles, le séquençage de l’ADN permet de détecter de petites insertions ou délétions.

Pertinence pour l’autisme

Le séquençage de l’ADN a conduit à identifier des mutations génétiques chez les patients ayant un syndrome autistique, parmi lesquelles se trouvent des mutations dans le MECP2, FMR1, PTEN, TSC1 et TSC2. En outre, des mutations ont été identifiées dans des gènes qui causent l’autisme non associé avec un trouble génétique connu. Ces gènes comprennent les deux neuroligines NLGN3, NLGN4, ainsi que SHANK3.

Une liste de gènes associés avec les troubles du spectre de l’autisme est accessible sur SFARI Gene, base de données consultable en ligne. Grâce aux avancées récentes dans la technologie du séquençage de l’ADN, il est à présent possible de séquencer en une seule fois un génome humain entier ou un exome.

Les chercheurs entreprennent maintenant des études basées sur le séquençage du génome entier ou de l’exome entier, portant sur des nombres importants d’échantillons d’ADN d’individus avec des troubles du spectre de l’autisme, afin d’identifier de nouveaux gènes de l’autisme.

Références :

(1)          Maxam A.M. and W. Gilbert Proc. Natl. Acad. Sci. USA 74, 560-564 (1977)

(2)          Sanger F. and A.R. Coulson J. Mol. Bio. 94, 441-448 (1975)

(3)          Nature 414 (publication intégrale) (2001)

(4)          Science 294 (publication intégrale) (2001)

Source : https://www.spectrumnews.org/wiki/dna-sequencing/ Traduction par lulamae


 Exome

L’exome est le terme utilisé pour désigner tous les exons pris collectivement dans le génome. Ce sont les séquences qui codent les protéines, et sont de ce fait la partie fonctionnelle du génome. Il s’agit des séquences qui déterminent le phénotype d’un organe. (1)

Les mutations dans la séquence d’ADN de l’exome, responsables de l’inactivation des gènes, engendrent souvent des troubles variés. Les avancées récentes dans la technologie du séquençage de l’ADN offrent désormais la possibilité aux chercheurs d’interroger la séquence complète du génome afin d’identifier les mutations qui occasionnent des maladies.

Le séquençage de l’exome a été appliqué à des mutations responsables de plusieurs troubles mendéliens (2, 3), y compris des cas de malformations graves du cerveau. (4)

Pertinence pour l’autisme

On espère que le séquençage de l’exome entier sera particulièrement utile pour dévoiler les mutations qui causent l’autisme.

En raison de l’hétérogénéité élevée de l’autisme, séquencer des exomes entiers provenant d’un grand nombre de personnes autistes sera plus encore un moyen concret d’identifier les gènes de l’autisme, en intégrant dans un même ensemble les gènes nouveaux et ceux qui avaient été repérés précédemment. Une étude de 2011 a rapporté la première recherche avec séquençage de l’exome entier chez des individus autistes, et identifié plusieurs mutations « de novo » (5) associées au trouble.

Références :

  • Alberts B. et al. Molecular Biology of the Cell 4th edition (2002)
  • Ng S.B. et al. Nat. Genet. 42, 30-35 (2010)
  • Puente X.S. et al. J. Hum. Genet. 88, 650-656 (2011)
  • Bilgüvar K. et al. Nature 467, 207-210 (2010)
  • O'Roak B.J. et al. Nat. Genet. 43, 585-589 (2011)

Source : https://www.spectrumnews.org/wiki/exome/ Traduction par lulamae

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