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78 PROSPECTIVE GÉNOMIQUE ENVIRONNEMENTALE FOCUS 11-3 Single Cell Genomics La compréhension de la diversité génétique des microorganismes procaryotes est limitée aux gé-nomes des organismes cultivés et estimée entre 1% et 10% des espèces bactériennes connues. Les progrès récents du séquençage de l’ADN de cellules bactériennes isolées (Single Cell Geno-mics ou SCG) sont en train d’accélérer la découverte de microbes non encore cultivés, fournissant des assemblages génomiques pour des espèces connues uniquement par des séquences d’ARNr 16S et métagénomiques (Pelletier et al. 2008). Les étapes de l’approche SCG sont les suivantes : isolement des cellules soit par micromani-pulation, soit par dilution ou tri automatisé et leur lyse, amplification de l’ADN par WGA (Whole Genome Amplification) et le plus souvent par MDA (Multiple Displacement Amplification en uti-lisant les ADN polymérases Phi29 ou Bst DNA) afin de construire des banques pouvant être séquencées par NGS, sélection des génomes amplifiés d’après leur profil taxonomique (gène de l’ARNr 16S par exemple), séquençage et assemblage. Cette approche, en cours de développe-ment, souffre de quelques défauts et biais. Parmi ceux-ci, citons les problèmes de lyse, les biais engendrés par l’amplification MDA (formation de chimères) et les contaminations lors de l’isole-ment des cellules et des réactifs utilisés lors de l’amplification (Blainey 2013). Certains de ces biais peuvent être réduits par la décontamination des réactifs, la miniaturisation (microfluidique) et donc la réduction des volumes réactionnels (de quelques nanolitres à quelques dizaines de picolitres). Le taux de complétion des génomes obtenus est variable (0 à 100%) et dépend de nombreux facteurs comme la qualité de la lyse, les contaminations, la complexité des génomes. L’approche SCG est très importante dans le domaine de la santé car il devient possible de caractériser des pathogènes difficiles à cultiver à partir d’une cellule unique. Ceci est d’importance car dans certains cas les cultures réalisées à partir de colonies isolées peuvent conduire à l’apparition de variants non représentatifs à croissance rapide ou ayant perdu des îlots de pathogénicité (Seth- Smith et al. 2013). Cette méthodologie peut s’appliquer également aux eucaryotes (Yoon et al. 2011). Il n’existe à ce jour que deux structures proposant des services de «single cell genomics». Il s’agit du Bigelow Laboratory’s Single Cell Genomics Center (bigelow.org/scgc) et du U.S. DOE Joint Genome Institute (www.jgi.doe.gov) au niveau international. Le premier plateau technique français est en cours d’installation à Orsay. Notons également que les méthodes SGC n’ont pas encore été adaptées aux organismes anaérobies. Même si l’approche SGC n’est pas encore une méthode simple et bien rodée, elle est en plein développement et jouera certainement un rôle important dans la compréhension du fonctionne-ment des communautés microbiennes complexes. Ces méthodes sont également en train d’être développées pour l’étude de cellules humaines uniques et auront de nombreuses retombées dans le domaine médical.


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