Au cours des trois dernières décennies, notre compréhension du génome humain a progressé de manière exponentielle, parallèlement à la croissance rapide des bases de données de séquences et des outils bioinformatiques. La pression exercée pour produire des séquences d’ADN plus nombreuses, plus rapides et moins coûteuses est devenue essentielle pour la recherche scientifique. Au cours de la première décennie du XXIe siècle, les progrès des techniques de microréseaux ont permis aux scientifiques et aux chercheurs d’analyser le génome humain avec une résolution croissante. Les techniques conventionnelles ont leurs limites qui nécessitent le développement de nouvelles méthodes expérimentales. La méthode de séquençage Sanger, qui est toujours considérée comme l’étalon-or du séquençage, a ses limites. Avec la capacité de séquencer plus d’un million de fragments d’ADN à la fois, le séquençage de nouvelle génération (NGS) a révolutionné la capacité de générer de grands volumes de données de séquençage à un coût extrêmement bas.
Qu’est-ce que le séquençage du génome entier ?
Le séquençage du génome entier (WGS) est une méthode complète d’analyse de l’ensemble de la séquence d’ADN génomique d’une cellule en une seule fois. Le WGS est une technologie qui permet aux scientifiques de lire la séquence exacte de toutes les lettres qui composent un ensemble complet d’ADN. Le génome humain est encore mal connu et même la partie la mieux étudiée du génome ne représente qu’environ 3 % du génome qui code pour les protéines. Les fonctions des protéines du génome humain sont également partiellement comprises. Pour ces raisons, l’analyse computationnelle des données de la séquence du génome vise à identifier la signification médicale de tous les éléments fonctionnels du génome et à identifier les fonctions des gènes et leur implication dans la maladie. Le WGS utilisant les technologies NGS devrait révolutionner les soins cliniques, mais la promesse générale du séquençage du génome entier est loin d’être tenue. Le WGS implique le séquençage du génome entier pour étudier les mutations et les réarrangements.
Qu’est-ce que le séquençage de nouvelle génération ?
Il n’existe pas de définition précise du séquençage de nouvelle génération (NGS), mais plusieurs caractéristiques distinguent clairement les plateformes NGS du séquençage conventionnel par capillarité. Le séquençage de nouvelle génération, également connu sous le nom de séquençage massivement parallèle, est une technique relativement nouvelle qui permet le séquençage d’une molécule d’ADN d’une taille totale nettement supérieure à 1 million de paires de bases en une seule expérience. Le NGS est une plateforme puissante qui a révolutionné le domaine des sciences biologiques en démontrant la capacité de séquencer l’ADN à une vitesse sans précédent et en offrant une option à haut débit, permettant le séquençage de plusieurs individus en même temps. Ce résultat est obtenu en miniaturisant le volume des réactions de séquençage individuelles, ce qui limite la taille des instruments et minimise le coût des réactifs par réaction. La NGS est appliquée dans divers domaines, notamment le séquençage de novo du génome, le reséquençage du génome entier, l’analyse du transcriptome, le reséquençage ciblé, le séquençage des petits ARN et des miARN, le séquençage de l’exome entier, etc.
Différence entre le séquençage du génome entier et le séquençage de nouvelle génération
Technologie
– Le séquençage du génome entier (WGS) est une méthode complète d’analyse de l’ensemble de la séquence d’ADN génomique d’une cellule en une seule fois. Cette technologie permet aux scientifiques de lire la séquence exacte de toutes les lettres qui composent l’ensemble de l’ADN. Le séquençage de nouvelle génération, également connu sous le nom de séquençage massivement parallèle, est une technique relativement nouvelle qui permet le séquençage d’une molécule d’ADN d’une taille totale nettement supérieure à 1 million de paires de bases en une seule expérience. L’idée est de générer de grandes quantités de données de séquences d’ADN grâce à une parallélisation massive.
Processus
– Le WGS est une procédure de laboratoire qui identifie l’ordre des bases dans le génome en un seul processus. Pour ce faire, un échantillon de sang ou de salive est prélevé et envoyé au laboratoire où une machine décompose l’ADN et lit les lettres comme un code. Les chercheurs comparent ensuite votre séquence d’ADN à une référence standardisée et identifient les variations entre les deux séries de lettres, ce qui permet d’identifier de nombreux types d’informations personnelles. Le principe de la NGS est similaire à la méthode traditionnelle de l’électrophorèse capillaire, qui comporte trois étapes de base : la fragmentation de l’ADN, le séquençage des librairies et le séquençage de l’ADN : La fragmentation de l’ADN, le séquençage des bibliothèques et l’analyse des données.
Applications
– Le séquençage du génome entier consiste à séquencer l’ensemble du génome pour étudier les mutations et les réarrangements. Le séquençage du génome entier permet d’assembler des génomes de novo, de comparer le génome d’un organisme à un génome de référence, d’identifier de nouveaux assemblages génomiques, de suivre les épidémies de pathogènes, l’évolution moléculaire, de diagnostiquer des syndromes mendéliens présumés et des cancers, et bien d’autres choses encore. Les technologies NGS sont utilisées pour le séquençage du génome entier, l’épigénétique, l’analyse du transcriptome, le séquençage de novo du génome, l’analyse à grande échelle de la méthylation de l’ADN, la découverte d’ARN non codants et de sites de liaison aux protéines, l’identification de biomarqueurs pour un diagnostic précoce, et bien d’autres choses encore.
Résumé du séquençage de nouvelle génération par rapport au séquençage du génome entier
Il n’existe pas de définition claire du séquençage de nouvelle génération (NGS), mais plusieurs caractéristiques distinguent clairement les plateformes NGS des méthodes conventionnelles de séquençage de l’ADN telles que la méthode Sanger, déjà très populaire, qui est encore considérée par beaucoup comme l’étalon-or du séquençage de l’ADN. Les technologies NGS sont couramment utilisées dans la recherche moléculaire contemporaine et constituent un outil puissant pour de nombreuses applications cliniques. Il s’agit d’une excellente plateforme de diagnostic car elle permet la détection complète de mutations sur plusieurs cibles génomiques à la fois, l’analyse à haut débit de panels de patients sur des loci pathologiques et la découverte d’ARN non codants et de sites de liaison de protéines.