La paléogénétique, la science qui permet de remonter le temps, a trouvé sous la forme de séquenceurs haut-débit, sa DeLorean… en route vers l’Ardèche, dans l’antre de la grotte Chauvet. La grotte Chauvet, inventée en 1994, comporte 420 représentations d’animaux d’une incroyable diversité technique. C’est en partie les déductions menées à partir de l’étude de cette grotte, que l’on a remis en cause l’idée d’un art (pariétal) évoluant lentement et de manière linéaire. L’art peut être vu comme une suite d’apogées et de déclins, un concept s’opposant à l’idée d’un art co-évoluant avec le progrès technique et la diffusion du savoir-faire et des connaissances.
Les œuvres de la grotte Chauvet démontrent q’au début du Paléolithique supérieur, des artistes étaient capables d’une abstraction intellectuelle (une certaine conceptualisation) pour préparer la paroi calcaire et penser le dessin, tout en maitrisant des techniques complexes (estompes,perspective…). L’observation des traces humaines, à la grotte Chauvet comme dans beaucoup de lieux montrant une activité préhistorique, est accompagnée d’analyses de mesures physico-chimiques. Ainsi, avec d’autres méthodes, la datation radiométrique au carbone 14 a été employée pour permettre une estimation de l’âge absolu d’un échantillon organique… la grotte ardéchoise aurait hébergé les artistes du paléolithique autour de 31 000 ans avant notre ère. Assez nouvellement les techniques de génomique trouvent un champ d’application au niveau de la l’histoire des populations et viennent compléter les autres types d’observations pour nous reconstituer ce que le temps a détruit ou transformé.
Le carbone 14 génomique pourrait (en quelque sorte) être constitué par l’ADN mitochondrial. L’ADNmt est ici pris comme témoin (plus ou moins stable) des espèces disparues et sert de base aux études phylogénétiques, loin de Jurassic Park mais néanmoins enthousiasmant… mais est ce vraiment aussi simple ?
En effet, de par sa stabilité présumée au fil de l’évolution, l’ADNmt est devenu une cible de choix pour l’étude de la diversité des populations : a priori, les gènes déterminant la fonction respiratoire de la cellule sont moins la cible d’adaptations fréquentes à des changements environnementaux que, par exemple, ceux de l’immunité, situés, eux, dans l’ADN nucléaire. Je vous conseille vivement, à ce sujet, la lecture de l’article suivant, remettant en cause ce paradigme (cf. CNRS – le journal – mars 2007).
Mais revenons à l’utilisation du séquençage haut-débit pour remonter le temps. Le temps a fait son œuvre quant à la première étape de la préparation de la librairie, la fragmentation. « Dans les régions tempérées, ce sont les échantillons provenant de grottes qui sont souvent les mieux conservés (cf. figure ci-dessous). Dans les grottes, la température reste très stable, autour d’une valeur comprise entre 10 et 15°C. De plus, les grottes se creusent dans des environnements karstiques, riches en calcium et de pH neutre ou basique, qui sont des conditions propices à la conservation de la matière organique et de l’ADN en particulier. » – Extrait de la thèse de Céline Bon (CEA – page 50 – 25 juin 2012).
Temps de survie d’un ADN de taille supérieure à 100 pb
Le séquençage haut-débit devient réellement d’un grand intérêt dans l’étude du métagénome des coprolithes et des ossements retrouvés dans ces grottes. La capture d’écran ci-dessous vous mènera en cliquant dessus, sur une partie du site du CEA où une vidéo simple et efficace, reprend les propos de Jean-Marc Elalouf. Ce dernier aborde l’exceptionnelle conservation des ossements qui a permis aux biologistes d’en analyser l’ADN et ainsi de faire de nouvelles avancées sur l’étude des espèces éteintes et la phylogénie des ours des cavernes.
Voici un lien sur le site Molecular Biology Freeware for Windows… un lien destiné aux biologistes un peu allergiques à Linux et qui ne souhaitent pas débourser des milliers d’euros dans des logiciels qui ne peuvent s’avérer utiles que sporadiquement (pour certains).
Le site Molecular Biology Freeware for Windows est particulièrement laid mais il permet de référencer ces logiciels utiles pour bon nombre d’applications : phylogénie, alignement de séquences, etc.
L’alliance un peu paradoxale du logiciel gratuit, fiable et utile sous Windows !
Ce site-référence est pour quelques uns d’entre vous… : il classe les logiciels outils de biologie moléculaire en fonction des catégories suivantes :
A. DNA, RNA and genomic analysis
B. Plasmid graphic packages
C. Primer design
D. Protein analysis
E. Viewing three dimensional structures
F. Alignments
G. Phylogeny
H. Miscellaneous
I. Graphic packages
Cet article revient sur une publication de janvier 2012 de Science (voir image ci-dessous) qui exploite des données de biologie haut-débit pour répondre à deux questions biologiques liées : « comment a été permise la photosynthèse ? » – « toutes les plantes ont elles un ancêtre commun?«
Les auteurs exploitent des données génomiques et transcriptomiques d’un glaucophyte : Cyanophora paradoxa. Cyanophora paradoxa est le biflagellé le plus étudié des glaucophytes, pris pour modèle dans l’étude de l’endosymbiose et pour ce qui a trait à la fonction du proplaste à l’origine des chloroplates.
Ces proplastes ayant pour origine l’intégration par endosymbiose d’une cyanobactérie (les mitochondries quant à elles, ayant pour origine l’endosymbiose d’une alpha-protéobactérie). L’intégration de ces données apporte la preuve que toutes les plantes seraient issues d’un seul ancêtre commun: les plantes formeraient une lignée monophylétique.
Il y a plus d’un milliard d’années a eu lieu la rencontre entre une cyanobactérie et une cellule eucaryote : de cette rencontre a émergé des cellules capables d’exploiter la lumière solaire pour synthétiser de la matière organique. L’étude présentée ici distingue :
– les EGT (Endosymbiotic Gene Transfer) avec les échanges de gènes entre le génome de l’hôte et celui de la cyanobactérie initiale venant grandement enrichir le génome de cet hôte. La participation des gènes de cyanobactérie représenterait entre 6 % (pour Chlamydomonas reinhardtii) et 18 % (pour Arabidopsis thaliana). Chez C. paradoxa, 274 gènes semblent avoir une origine cyanobactérienne. L’étude de la séquence mitochondriale a permis de positionner les glaucophytes très près du point de divergence des algues vertes et rouges.
– une autre source d’apport de matériel génétique venant enrichir ce système : les transferts de gènes horizontaux (HGT). Les auteurs dénombrent 15 gènes qui sont partagés par les 3 taxons de plantes à l’origine d’une diversité de plantes, et qui auraient une origine bactérienne – des séquences proches de celles retrouvées chez des Chlamydiae et Legionella, des parasites intracellulaires de cellules eucaryotes.
Ainsi les gènes apportés par le parasite ont permis au couple cyanobactérie-cellule de fournir des gènes nécessaires aux échanges de « nourriture » (UhpC-type hexosephosphate transporters, des sous-unités de translocons). Cette étude démontre que ces échanges de gènes ont une signature unique chez les plantes, les algues et les glaucophytes confortant la thèse d’une lignée végétale monophylétique, un coup porté aux tenants de la thèse de la « paraphylie végétale ».
Cet article de Science est un bel exemple de l’exploitation, de l’intégration et enfin de l’interprétation donnant sens aux données génomiques et transcriptomiques générées à haut-débit (des données de transcriptomiques -réalisées sur la plateforme Illumina GAIIx- sont disponibles dans la banque du NCBI : Sequence Read Archive avec les n° d’accès suivants SRX104482, SRX104481, SRX104480).
Qui sommes nous?
Christophe Audebert [@]
En charge de la plateforme génomique du département recherche et développement de la société Gènes Diffusion .
Renaud Blervaque [@]
Biologiste moléculaire, chargé d'études génomiques.
Gaël Even [@]
Responsable bioinformatique au sein du département recherche et développement de la société Gènes Diffusion.Catégories
- Analyse de données (14)
- Automatisation (5)
- Bioinformatique (27)
- Biologie (56)
- biologie transverse (35)
- Biotechnologie (30)
- Chronique littéraire (8)
- Comparatif (6)
- Diagnostic (8)
- Economie (17)
- Epidemiologie (2)
- Evénement (17)
- Formation (3)
- Gestion de projet (5)
- Grille de calcul (1)
- Intégration (5)
- Logiciels (8)
- Médecine (14)
- politique de la recherche (17)
- Recherche (21)
- Séquençage (70)
- Séquenceur (39)
- Uncategorized (25)
- Workflow (4)
Accès rapide aux articles
- Covid-19 : zoom sur les vaccins
- Comment l’ADN pourrait être le stockage de données du futur
- COVID-19 : la data visualisation au service de la science
- COVID-19 : des explications et un point d’étape au 20 février 2020
- Pour mettre du vin dans son eau
- Des petits trous, toujours des petits trous…
- Qui serait candidat ?
- Un robot pour analyser vos données…
- Monde de dingue(s)
- L’art et la manière de développer une qPCR
- Un MOOC Coursera sur le WGS bactérien
- Chercheurs & enseignants-chercheurs, l’art du multitâche.
- Un jeu de données métagénomiques
- Facteur d’impact
- Microbiote & smart city : juxtaposition de tendances
Accès mensuels
- février 2021 (1)
- décembre 2020 (1)
- février 2020 (2)
- septembre 2019 (1)
- avril 2018 (2)
- décembre 2017 (1)
- novembre 2017 (2)
- juillet 2017 (2)
- juin 2017 (5)
- mai 2017 (4)
- avril 2017 (3)
- mars 2017 (1)
- janvier 2017 (2)
- décembre 2016 (3)
- novembre 2016 (4)
- octobre 2016 (2)
- septembre 2016 (2)
- août 2016 (3)
- juillet 2016 (2)
- juin 2016 (4)
- mai 2016 (3)
- mars 2016 (1)
- novembre 2015 (2)
- avril 2015 (1)
- novembre 2014 (1)
- septembre 2014 (1)
- juillet 2014 (1)
- juin 2014 (1)
- mai 2014 (1)
- avril 2014 (1)
- mars 2014 (1)
- février 2014 (3)
- janvier 2014 (1)
- décembre 2013 (5)
- novembre 2013 (2)
- octobre 2013 (2)
- septembre 2013 (1)
- juillet 2013 (2)
- juin 2013 (2)
- mai 2013 (4)
- avril 2013 (2)
- mars 2013 (1)
- février 2013 (3)
- janvier 2013 (2)
- décembre 2012 (2)
- novembre 2012 (2)
- octobre 2012 (2)
- septembre 2012 (2)
- août 2012 (1)
- juillet 2012 (3)
- juin 2012 (5)
- mai 2012 (5)
- avril 2012 (6)
- mars 2012 (6)
- février 2012 (8)
- janvier 2012 (6)
- décembre 2011 (5)
- novembre 2011 (6)
- octobre 2011 (6)
- septembre 2011 (7)
- août 2011 (5)
- juillet 2011 (8)
Pages