Ces dernières années, le développement rapide de la technologie de séquençage à haut débit, en particulier entre 2008 et 2012, a considérablement réduit les coûts de séquençage, permettant aux chercheurs de dépasser les limites traditionnelles et de commencer à explorer les génomes et les transcriptomes d'organismes non modèles. La vulgarisation de ces technologies a transformé la recherche, auparavant limitée à quelques organismes typiques, en une exploration plus large de la biodiversité.
En raison du développement de nouvelles technologies de séquençage, les coûts de séquençage ont chuté ces dernières années, créant un nouvel équilibre entre coût et bénéfice. L’évolution de cette technologie signifie que davantage d’espèces biologiques peuvent désormais être étudiées, repoussant ainsi les limites de nos connaissances biologiques.
"La technologie de séquençage à haut débit nous permet d'effectuer une analyse systématique du transcriptome sans génome de référence."
Les chercheurs ont découvert que les transcriptomes d'organismes non modèles peuvent révéler de nombreuses questions biologiques qui doivent être explorées. Par exemple, de nombreux organismes non modèles présentent des innovations morphologiques uniques, telles que l'imitation, la symbiose, le parasitisme et la reproduction asexuée, qui ne sont pas courantes dans les organismes modèles traditionnels.
"Découvrir les secrets biologiques derrière ces organismes non modèles fera non seulement progresser notre compréhension scientifique, mais pourrait également apporter une nouvelle inspiration à la biotechnologie humaine et à la recherche médicale."
Pour les organismes non modèles, l'assemblage de novo du transcriptome est souvent la méthode privilégiée pour la recherche. Comparé aux méthodes d'assemblage basées sur des références qui s'appuient sur des génomes existants, l'assemblage de novo peut créer des transcriptomes en l'absence d'un génome de référence, ce qui réduit considérablement les coûts et le temps, et évite également la suppression de transcriptions partielles en raison d'un manque de référence.
Traditionnellement, la plupart des données du transcriptome sont analysées en les alignant sur un génome de référence, mais cette méthode présente l'inconvénient de ne pas pouvoir prendre en compte les changements structurels dans les transcrits d'ARNm (tels que l'épissage alternatif). En revanche, les assemblages de novo capturent ces diverses transcriptions, permettant ainsi de comprendre la complexité transcriptionnelle.
L'annotation fonctionnelle des transcriptions assemblées peut fournir des informations importantes sur la fonction moléculaire sous-jacente des protéines. À l’aide d’outils tels que Blast2GO, les chercheurs peuvent comparer des séquences assemblées à des bases de données de protéines non redondantes pour annoter et mieux comprendre les caractéristiques biologiques de ces organismes non modèles.
"Ces nouvelles méthodes nous offrent non seulement une vue panoramique du fonctionnement interne des organismes, mais nous aident également à comprendre comment différentes espèces s'adaptent à leurs environnements respectifs."
Sans un bon génome de référence, le contrôle qualité devient un autre défi. La précision de l'assemblage peut être améliorée en alignant la séquence assemblée avec les séquences de lecture utilisées pour la générer, ou en vérifiant à l'aide de méthodes basées sur la référence, mais ces techniques ont leurs propres limites.
Avec les progrès de la technologie de séquençage à haut débit, l’étude d’organismes non modèles n’est plus un rêve lointain. Nous sommes désormais en mesure de mieux comprendre le génome de ces organismes et d’explorer leur biologie et leur écologie uniques. Ce processus enrichit non seulement nos connaissances sur la biodiversité, mais pourrait également conduire à de futures innovations biotechnologiques et médicales.
Cependant, le problème sous-jacent à cela mérite toujours d'être réfléchi. À mesure que notre compréhension de la diversité biologique continue de s'approfondir, modifions-nous par inadvertance le destin futur de ces organismes eux-mêmes ?