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Carte Optique (Optical Mapping)

Depuis mai 2017, le Laboratoire de BIOlogie Moleculaire pour l’Etude des Genomes (LBioMEG) du Génoscope possède deux instruments de cartographie optique permettant la production de données de carte optique d’un génome de manière semi-automatique : les systèmes Irys® et Saphyr™ commercialisés par Bionano Genomics (Figure 1)

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Le principe de la carte optique consiste à établir un profil enzymatique de molécules d’ADN génomique (ADNg) basé sur la taille et l’ordre des fragments obtenus après digestion et/ou marquage. La compilation de plusieurs profils issus de plusieurs molécules, permet d’établir une carte complète de restriction d’un génome (Figure 2), appelée carte optique d’un génome complet ( "Whole Genome Map »).

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Les instruments Irys et Saphyr utilisent la même approche pour la réalisation des cartes optiques mais diffèrent par leurs débits. Les sites de restriction des molécules d’ADNg sont étiquetés grâce à l’incorporation d’un marqueur fluorescent (Figure 3). Ces molécules sont ensuite chargées et linéarisées sur plusieurs cycles dans des nanocanaux (Figure 3).

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Une des difficultés pour obtenir une carte optique complète de génomes réside dans la préparation de l’ADN génomique. La taille des molécules d’ADNg obtenue après extraction doit être de très haut poids moléculaire ( 200-400 kb). C’est pour cela, qu’à ce jour, il est préconisé d’extraire l’ADNg de cellules/noyaux lysé(e)s après les avoir emprisonné(e)s dans de l’agarose (plugs). Ceci est particulièrement recommandé pour les organismes ayant un génome de taille supérieure à 7 Mb.

Les applications d’une carte optique sont multiples. Une des premières applications a été la validation et l’amélioration d’assemblage de novo. Très rapidement, d’autres utilisations ont émergé comme l’analyse de variations structurales (translocations et CNVs (« Copy Number Variation »). Plus récemment, l’exploitation d’un double marquage grâce à l’incorporation d’un laser supplémentaire dans le système Saphyr, permet d’aborder des nouveaux projets de recherche.

Dans le cadre de collaborations, le LBioMEG met à disposition de la communauté scientifique ses compétences pour la réalisation de cartes optiques de génomes ou de projets de recherche d’intérêts.


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