Cartographie optique de génome

carte optique

Le séquençage nouvelle génération est devenu un outil incontournable de la recherche en génomique. Cependant, les lectures courtes générées ne permettent pas d’organiser les zones très répétées. Même les longues lectures obtenues en séquençage de 3ème génération laissent des zones inconnues dans les assemblages.

La cartographie optique est une technique utilisée pour obtenir une carte physique d’un génome grâce à la production d’empreintes spécifiques laissées par de très grandes molécules d’ADN marqué. La technologie Saphyr de BioNano offre des informations de longue distance pour révéler la véritable structure du génome.

Au CNRGV nous offrons la possibilité de construire une carte physique de votre génome d’intérêt ; de l’extraction d’ADN à partir des tissus d’une plante jusqu’à l’établissement d’une carte optique avec le système Saphyr et la nouvelle chimie de marquage direct de l’ADN :

  • Isolation d’ADN de haut poids moléculaire à partir de tissus frais ou congelés de votre plante d’intérêt
  • Production d’ADN marqué (Direct Labelling Enzyme or Nicked Labeled Repaired Stained)
  • Chargement de l’ADN préparé sur une puce SaphyrChip
  • Prise d’images par le Saphyr des molécules d’ADN linéarisées dans les Nanocanaux
  • Analyse des données grâce au logiciel Access pour construire la carte optique du génome

Optical Mapping with BioNano Genomics Technology General workflow

Les cartes optiques sont des outils puissants permettant de mieux comprendre les structures et fonctions des génomes. Elles sont particulièrement utiles pour améliorer les assemblages de séquences de novo et pour la détection de variations structurales et des répétitions au sein des génomes complexes.

La comparaison de plusieurs cartes optiques individuelles vous permettra de mettre en évidence les variations structurales et la variabilité du nombre de copies d’une séquence tout en apportant des informations de position.

La technologie Saphyr peut aussi être utilisée pour développer d’autres applications impliquant la détection des marquages spécifiques de l’ADN. Nous sommes toujours disposés à vous proposer notre aide pour vos projets scientifiques.

Plusieurs projets ont été réalisés et d’autres sont en cours actuellement au CNRGV et ils ont pour objectif d’améliorer l’assemblage de génome ou encore d’analyser les variations structurales entre différents génotypes:

Exemples d’amélioration de l'assemblage de génomes à l'aide de cartes optiques :

  • Le tournesol dans le cadre du projet SUNRISE : carte optique avec une N50 de 175Mb  avec DLE1 et seulement 25 cartes pour 17 chromosomes. Amélioration de la N50 des scaffolds du génome par 350 fois atteignant la taille des chromosomes.
  • La tomate: carte optique avec une N50 de 60 Mo avec DLE1 et seulement 30 cartes pour 10 chromosomes.
  • Validation des assemblages de maïs produits par NRGene avec les cartes optiques de plusieurs génotypes ayant des N50 > 100 Mb dans le cadre du projet AMAIZING
  • Génome du blé tendre, variété Renan dans le cadre du projet Wheatomics : la carte optique sera combinée aux séquences de grandes tailles produites avec les séquenceurs 3ème génération.

De nombreux autres projets ont été réalisés (orobanche, melon, Médicago, lupin, vanille, colza, ambroisie…) ou sont en cours de réalisation (hêtre, puceron, tournesol …)

Exemples d’ analyses de variations structurales en comparants les cartes optiques de plusieurs génotypes d’une même espèce :

  • Comparaison de 2 génotypes de Colza dans le cadre du projet ANR CROC.
  • Comparaison de cartes optiques produites à partir de population de tournesols sauvages et domestiqués. Projet en collaboration avec B. Blackman, Université de Berkley, Californie.

Équipement cartographie optique de génome

Le CNRGV est doté d’un équipement complet dédié à la production et au traitement de l’ADN de très haut poids moléculaire. Ceci permet de tirer le maximum d’informations de la technologie Bionano permettant la production de cartes optiques.

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