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Ordonnancement de fusil de chasse

L'ordonnancement de fusil de chasse est la méthode employée pour ordonnancer le génome humain par Craig Venter à la génomique de Celera. La première méthode d'ADN ordonnançant, la méthode à chaînes d'achêvement ou Sanger ordonnançant, est limitée à un maximum de portée d'ADN d'environ 1.000 paires de bases. D'autre part, fusil de chasse ordonnançant des augmentations le montant total d'ADN qui peut être séquencé. Il est plus d'une stratégie qu'une méthode distincte.

Une approche de fusil de chasse a été employée la première fois pour ordonnancer tôt de petits génomes comme le virus de mosaïque de chou-fleur. Plus tard, des méthodes de fusil de chasse ont été adaptées (avec le développement des algorithmes puissants d'ordinateur) pour ordonnancer et rassembler de grands génomes, spécialement le génome humain.

ADN ordonnançant la feuille de résultat. Crédit d
ADN ordonnançant la feuille de résultat. Crédit d'image : SINITAR/Shutterstock

La méthode de Sanger

Les paires de bases sont les synthons d'ADN. Les quatre nucléotides, ou les bases, sont adénosine, cytosine, guanine, et thymines (abrégées comme A, C, G, et T, respectivement). L'adénosine appareille avec des thymines, et la cytosine appareille avec de la guanine, ainsi un réseau échoué unique d'AGTTAC appareillerait avec un réseau complémentaire de TCAATG. Les boucles de ces derniers ont appareillé des réseaux pour la configuration familière de double helice de l'ADN.

La méthode de Sanger d'ordonnancement est suffisante pour afficher les séquences des réseaux courts, mais est insuffisante pour de plus longues séquences. Le génome humain a environ trois milliards de nucléotides, et beaucoup de d'autres génomes et séquences qui sont d'intérêt à la science sont également trop grands pour l'ordonnancement de Sanger.

Fragmentation de fusil de chasse des séquences

Vers la fin des années 1990, Craig Venter a adapté l'approche de fusil de chasse à de grands génomes. Dans cette méthode, l'ADN est fait au hasard cassé dans beaucoup de petits morceaux, copiés dans un hôte bactérien, et ordonnancés utilisant l'achêvement à chaînes. Des ronds multiples de la fragmentation et de l'ordonnancement sont effectués, produisant des séquences chevauchantes. Des algorithmes puissants d'ordinateur sont alors employés pour rassembler la séquence.

Venter a développé la première fois son fusil de chasse ordonnançant la méthode tout en travaillant au Haemophilus influenza bactérien de substance aux instituts de la santé nationaux (NIH) aux USA. Le projet a pris quatre mois, de comparé à treize ans de chercheurs dépensés ordonnançant Escherichia coli utilisant Sanger ordonnançant, et à dix ans pour des organismes de levure.

L'alternative était alors de produire un plan à basse résolution du génome d'abord, et effectue alors un calcul du nombre minimal d'éclats requis pour ordonnancer le génome entier. Le génome était alors haut cassé fait au hasard dans des éclats et les éclats copiés dans les hôtes bactériens. Basé sur le plan, les éclats copiés ont été assemblés dans un échafaudage, ou le circuit de carrelage, qui couvre théoriquement la séquence entière, et ces éclats ont été ordonnancés.

L'ordonnancement de fusil de chasse était une alternative plus directe, mais requis beaucoup plus de pouvoir calculant, poussant les limites des compilateurs procurables alors.

Extrémités appareillées

Sanger ordonnançant initialement a fonctionné dans un sens seulement, commençant par l'extrémité 5 principale et travailler vers l'extrémité 3 principale. Cependant, l'ordonnancement des deux extrémités de la boucle augmente la longueur relevée et peut rectifier pour certains genres d'erreurs dans le procédé de ordonnancement. Le fusil de chasse ordonnançant se sert habituellement d'une stratégie appareillée de fins.

Avantages et désavantages de l'ordonnancement de fusil de chasse

L'ordonnancement de fusil de chasse a eu un certain nombre d'avantages importants par rapport aux méthodes précédentes :

  • Plus rapidement parce qu'on a éliminé le procédé de mappage
  • Emploie moins d'ADN que d'autres méthodes
  • Moins cher que des approches exigeant un plan

Quelques désavantages de l'ordonnancement de fusil de chasse comprennent :

  • Exige la puissance de traitement d'ordinateur au delà de quel laboratoire normal posséderait
  • Peut introduire des erreurs dans l'assemblage
  • Exige un génome de référence
  • Ne peut pas pouvoir assembler des séquences répétitives

Sources

Further Reading

Last Updated: Feb 26, 2019

Dr. Catherine Shaffer

Written by

Dr. Catherine Shaffer

Catherine Shaffer is a freelance science and health writer from Michigan. She has written for a wide variety of trade and consumer publications on life sciences topics, particularly in the area of drug discovery and development. She holds a Ph.D. in Biological Chemistry and began her career as a laboratory researcher before transitioning to science writing. She also writes and publishes fiction, and in her free time enjoys yoga, biking, and taking care of her pets.

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