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TARDIS: une méthode universelle de séquençage d'ARN à la portée de tous

Au cours des dernières années, le séquençage haut-débit des ARNs est devenu un outil puissant pour étudier l'expression des gènes. Toutefois, il n’existait pas à ce jour de protocole universel permettant de gérer de manière efficace et rentable n’importe quelle source d'ARN. Maximiliano Portal et Hinrich Gronemeyer à l'Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire, ont développé une méthode modulaire extrêmement performante, applicable à tous les scénarios expérimentaux. Baptisé TARDIS (pour Targeted RNA Directional Sequencing), ce protocole est publié dans la revue Nature Protocols.




'Le protocole TARDIS développé par Maximiliano Portal et Hinrich Gronemeyer permet la capture des ARNs et la préparation de banques pour le séquençage haut-débit et ceci pour l'identification et la quantification des ARNs exprimés aussi bien à partir d'une région génomique donnée, d'un petit génome d'intérêt ou de l'ensemble du transcriptome de tout organisme, indépendamment de la longueur des ARNs, de leur fonction, de la présence ou de l'absence de poly-A ou encore de leur mécanisme de biogenèse.

TARDIS présente deux avantages majeurs par rapport aux stratégies actuelles de séquençage d’ARNs. En effet, le module de capture d'ARN permet la détection aussi bien de molécules d'ARN rares que d’ARNs faiblement exprimés et le module de préparation de la banque permet l'identification globale de molécules d'ARN tout en incluant les ARNs qui échappent à la détection par les technologies existantes.

Contrairement aux méthodes existantes d’identification et de quantification de longs ARNs (<180 nt), TARDIS permet à l'utilisateur d'analyser l'ensemble du transcriptome à partir d'un échantillon donné. En effet, cette méthode rend possible d’étudier non seulement la population naturelle des petits ARNs présents dans les cellules (tels que les micro-ARNs) mais aussi le répertoire complet des longs ARNs tout en utilisant le même protocole expérimental. TARDIS permet donc d’identifier des ARNs sens et / ou antisens et de déterminer des corrélations précurseur-produit. Certains autres avantages clés de TARDIS résident dans le fait que le protocole ne requiert pas de réaction biochimique avant ou pendant la capture des ARNs, ni de préamplification d’ARN ou de sondes de capture, éliminant ainsi tout biais lié à des réactions PCR. De plus, la fragmentation chimique de l'ARN à une taille contrôlée, suivie d’une sélection par taille des ARNs, permet l'analyse de molécules qui ne seraient pas détectées par les méthodologies standard et améliore la qualité finale des banques d’ ARNs tout en réduisant les artefacts de séquençage. Enfin, TARDIS est facile à mettre en œuvre car les réactifs nécessaires sont généralement disponibles dans les laboratoires de biologie moléculaire, réduisant ainsi sensiblement le coût de la capture et de la préparation des banques.
TARDIS est également un procédé hautement reproductible, présentant l’avantage de pouvoir être mis en œuvre pour diverses applications en fonction des contextes expérimentaux. Ces caractéristiques font qu’il constitue une technologie extrêmement intéressante pour la découverte d’ARNs : TARDIS peut par exemple être utilisé pour l'identification et la caractérisation détaillées de longs ARNs non codants (lncRNAs), ainsi que pour l’étude des ARNs exprimés à partir d'éléments régulateurs (enhancer ARN), des ARNs mitochondriaux, des ARNs spécifiques provenant de virus pendant des cycles infectieux ou des ARNs générés par des agents pathogènes pendant des interactions hôte-pathogène. Le potentiel de TARDIS pour la découverte de nouvelles espèces d'ARN a déjà été notamment démontré dans le cadre d’une étude récente dans laquelle les deux modules ont été utilisés pour analyser le transcriptome d'une zone génomique humaine liée à de multiples pathologies et décrite pourtant auparavant comme «silencieuse». Dans cette étude, TARDIS a permis la découverte d'une nouvelle famille d'ARN non-codants qui affichent une structure double brin et qui, du fait de cette conformation, assurent des fonctions biologiques essentielles, comme par exemple la mitose, dans les cellules humaines (Portal et al. Nat Struct Mol Biol. 2015 Jan; 22(1):89-97).


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