Une publication dans Nature Protocols

Une méthode pour caractériser les molécules d’ADN circulaires (virus et eucaryotes) qui ont des rôles biologiques importants (viroses, cancers)



Des chercheurs du Laboratoire de génétique végétale (TERRA / Gembloux Agro-Bio Tech) de l’Université de Liège, en collaboration avec des chercheurs de l'université d'Alberta (Edmonton, Canada) et de l'université de Zürich (Suisse) viennent de mettre au point une méthode permettant de séquencer avec précision des molécules d'ADN circulaires. Cette méthode, publiée dans la revue scientifique Nature Protocols, pourrait contribuer à une meilleure caractérisation des pathogènes viraux d’importance tels que les papillomavirus humains, les circovirus animaux et les géminivirus végétaux. Elle ouvre également la voie à l’étude approfondie des molécules d’ADN circulaires produites par les cellules eucaryotes.

L'

ADN circulaire est omniprésent dans la nature sous forme de plasmides, de virus à ADN circulaire et d'ADN circulaire extrachromosomique (eccADN) chez les eucaryotes. Le séquençage de ces molécules est essentiel pour établir le profil de la distribution des virus, découvrir de nouveaux virus et comprendre le rôle des eccDNA dans les cellules eucaryotes. Le séquençage  par enrichissement de molécules d’ADN circulaires (CIDER-Seq) est une technique qui permet d'enrichir et de séquencer avec précision l'ADN circulaire sans avoir recours à l'amplification par réaction en chaîne par polymérase, au clonage et à l'assemblage de séquences informatiques. Une nouvelle méthode, mise au point par le Pr Hervé Vanderschuren et ses collègues du Laboratoire de génétique végétale, ayant recourt à cette technique permet d'établir le profil de petites molécules circulaires d'ADN telles que les virus, ainsi que de caractériser les molécules d'ADN circulaires dites extrachromosomiques (eccDNA) dont les fonctions importantes dans les cellules eucaryotes ont été supposées et démontrées, notamment la régulation des oncogènes dans les cellules cancéreuses.

CIDER Seq protocol 

Aperçu du protocole CIDER-Seq.
 

La méthode CIDER-Seq - qui repose sur la combinaison d'une sélection automatisée de la taille, d'une amplification circulaire aléatoire (RCA) non dénaturante, de la linéarisation et de la réparation du produit RCA et du séquençage en temps réel de la molécule unique (SMRT) - permet d'atteindre l'objectif "un génome complet par fragment de séquençage unique", qui consiste à produire des séquences génomiques complètes de haute qualité d’ADN circulaires. La méthode pourrait permettre aux chercheurs de produire des données précises sur le génome complet d'un certain nombre de virus importants, notamment les papillomavirus humains, les circovirus animaux et les géminivirus végétaux. La méthode CIDER-Seq dépasse les méthodes actuellement disponibles dans le domaine et réduit d'au moins 10 fois le coût par génome de virus.

Les chercheurs ont également pu démontrer que la méthode permet le profilage des eccADN dans les cellules eucaryotes. L'identification sans ambiguïté de molécules d'ADN circulaires ouvre la voie à la découverte des rôles des molécules eccADN au cours de divers processus de développement ainsi que lors de l'exposition à diverses conditions de stress. Le laboratoire de génétique végétale utilise actuellement cette technologie dans le cadre de projets parrainés par le FNRS visant à déchiffrer les rôles des eccADN dans les plantes.

Référence 

Mehta, D., Cornet, L., Hirsch-Hoffmann, M., Shan-e-Ali Zaidi, S., Vanderschuren, H. (2020) Full-length sequencing of circular DNA viruses and extrachromosomal circular DNA using CIDER-Seq. Nature Protocols.

Contact

Laboratoire de génétique végétale | TERRA Teaching & Research Center | Gembloux Agro-Bio Tech

Pr Hervé VANDERSCHUREN

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