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Le charme du séquençage à haut débit : comment les marqueurs RAD peuvent-ils changer les règles du jeu de la génétique ?
Avec le développement rapide de la génomique, de nouveaux outils et technologies pour la recherche génétique sont constamment introduits, et l'émergence de marqueurs d'ADN associés à des sites de restriction (RAD) a sans aucun doute apporté des changements révolutionnaires dans ce domaine. Ce nouveau type de marqueur génétique peut non seulement faciliter la cartographie des associations, la cartographie des QTL, la génétique des populations et d'autres études, mais présente également un fort potentiel en génétique écologique et en génétique évolutive.
Le charme des marqueurs RAD réside dans leur capacité à analyser rapidement et efficacement les polymorphismes du génome, offrant ainsi un moyen sans précédent pour la recherche génétique.
Lors du marquage RAD, le processus principal consiste à isoler les balises RAD, qui sont des séquences d'ADN proches de chaque site de restriction spécifique d'une enzyme de restriction dans le génome. L’avantage de cette approche est que les chercheurs peuvent identifier et génotyper avec plus de précision, en particulier les polymorphismes mononucléotidiques (SNP). Bien que l’émergence de la technologie de séquençage à haut débit ait posé de nouveaux défis, elle a également fait de l’application des marqueurs RAD une option possible et rentable.
Le processus de séparation des balises RAD
L'isolement des balises RAD nécessite la digestion de l'ADN avec des enzymes de restriction spécifiques, suivie de la ligature des adaptateurs marqués à la biotine aux suspensions. Ce processus coupe de manière aléatoire l'ADN en fragments plus petits que la distance entre les sites de restriction, puis utilise des billes de streptomycine pour isoler les fragments chargés de biotine. De telles opérations ont été initialement préparées pour l’analyse des puces à ADN, mais avec les progrès de la technologie, le séquençage à haut débit est désormais couramment utilisé pour effectuer ce processus, ce qui améliore considérablement la puissance de traitement et la précision des données.
Les nouvelles procédures de séparation des balises constituent une partie importante du processus de séquençage à haut débit, rendant l'analyse du génome plus efficace.
Détection et génotypage des marqueurs RAD
Après avoir isolé les balises RAD, l'étape suivante consiste à utiliser ces balises pour identifier les polymorphismes, tels que les SNP, dans la séquence d'ADN. Il convient de noter que les méthodes précédentes de micropuces présentent certaines limites dans l’identification des marqueurs RAD en raison de leur faible sensibilité et de leur incapacité à détecter efficacement tous les changements polymorphes. D’autre part, grâce à la promotion de la technologie de séquençage à haut débit, une densité plus élevée de marqueurs génétiques peut être obtenue, ce qui permet aux chercheurs d’explorer en profondeur la diversité des génomes et d’accélérer leur compréhension des relations entre les espèces.
Contexte historique et développement
La première application des marqueurs RAD remonte à 2006 et a été développée par Eric Johnson et William Cresko de l'Université de l'Oregon. Initialement, ils ont utilisé des marqueurs RAD pour identifier les points d'arrêt de recombinaison chez la drosophile et ont détecté des QTL chez le calmar à trois épines. Au fil du temps, les technologies de marquage RAD ont évolué, devenant plus puissantes et plus diversifiées, comme la technologie RADseq à double digestion (ddRADseq) en 2012, qui permet une analyse rentable, en particulier dans la sélection du génome entier et l'adaptation de la population.
Approche innovante : hyRAD
En 2016, des chercheurs ont proposé une nouvelle méthode appelée capture hybride RAD (hyRAD), qui utilise des fragments RAD marqués à la biotine comme sondes pour capturer efficacement des fragments homologues provenant de bibliothèques génomiques, de sorte que même dans l'analyse d'échantillons d'ADN hautement dégradés, ils puissent également être effectué. Cette approche réduit non seulement le recours aux sites de restriction, mais permet également aux chercheurs d’explorer plus largement la diversité du génome.
L'émergence de hyRAD a ouvert un nouvel espace de recherche dans des domaines de recherche connexes tels que la paléontologie et l'histoire naturelle, nous offrant davantage de possibilités pour comprendre le contexte évolutif des espèces.
Grâce à l'introduction de la technologie de séquençage à haut débit, l'application des marqueurs RAD ne se limite plus aux laboratoires de recherche, mais peut être plus largement utilisée dans la recherche sur les écosystèmes. Son avantage est qu’il peut analyser plusieurs espèces à la fois et relier efficacement la relation entre les données génomiques et les phénomènes biologiques. Avec le développement de ces technologies, quels types de percées et d’innovations la recherche génétique apportera-t-elle à l’avenir ?
