Séquençage et tests génétiques

Génétique et généalogie

Vidéo détaillée de la technique de séquençage

Pour aller plus loin des explications sur la technique de l'autoradiographie très utilisée en biologie

Avant de séquencer un génome, on le fragmente et chaque fragment est cloné. Pour ce faire, le fragment est inséré dans un chromosome bactérien. Ce chromosome est ensuite inséré dans des bactéries qui en se multipliant clonent le chromosome et donc le fragment d’intérêt. Les techniques de séquençage utilisent des enzymes particulières : les ADN polymérases. L’ADN polymérase a besoin d’une amorce pour débuter la synthèse du brin complémentaire. L’amorce correspond à un brin d’ADN complémentaire de l’extrémité du chromosome bactérien. L’ADN polymérase synthétise le brin complémentaire de l’ADN à séquencer. Dans le milieu de réaction se trouvent des désoxyribonucléotides (dNTP : désoxyNucléotide TriPhosphate) en grand nombre, et une faible proportion didésoxyribonucléotides (ddNTP à Adénine, ou Guanine, ou Thymine, ou Cytosine). Les ddNTP diffèrent des dNTP par l’absence d’un groupement OH bien précis et sont marqués par fluorescence. A un moment totalement aléatoire, un ddNTP sera ajouté à la chaîne en cours de synthèse, par l’ADN polymérase. Cette synthèse s’arrêtera donc à cet endroit. On obtiendra ainsi des fragments de différentes tailles.

Vidéo simplifiée en anglais

Séquencer le génome a permis de se pencher sur la variabilité des gènes identifiés comme ayant un rôle dans les maladies génétiquesCliquer pour aller sur Genome Browser

Les origines de Squeezie

Parallèlement au séquençage du génome humainle marché des tests génétiques s’est considérablement développé. En 2018, la Société internationale de généalogie génétique (Isogg) avait recensé trente-neuf entreprises dans le monde qui fournissent des tests génétiques d’ancestralité directement aux consommateurs. Si la grande majorité d’entre elles sont localisées sur le territoire nord-américain, un nombre croissant d’entreprises fleurissent en Europe et au Moyen-Orient (Autriche, Royaume-Uni, Espagne, Italie, Suisse, Russie, Israël, Liban, Émirats arabes unis), et certaines commencent à s’implanter en Asie (Chine, Inde) et en Amérique du Sud (Brésil). La vente de ces tests a commencé à décoller en 2013 et connaît une croissance exponentielle depuis 2016. En avril 2018, plus de 15 millions de personnes avaient déjà envoyé leurs échantillons d’ADN pour analyse, soit 15 fois plus qu’en 2013. En France, cette génomique dite récréationnelle est interdite. Avoir recours à ces tests en libre accès sur Internet est passible de 3 750 euros d’amende. Notre pays semble pourtant ne pas échapper totalement à cet engouement pour la généalogie génétique. « Chaque année, 100 000 Français contourneraient la loi en achetant ces tests aux États-Unis, en Grande-Bretagne ou en Suisse », souligne le journaliste et généalogiste Guillaume de Morant dans une pétition qu’il a lancée en 2017 pour réclamer la légalisation des tests ADN généalogiques en France.

Les nucléotides S.N.P.On peut trouver de nombreuses différences si on compare l’ADN de deux individus. Les variations les plus abondantes ne portent que sur un seul nucléotide. On les appelle des S.N.P. (single nucleotide polymorphism). Elles sont le résultat de mutations ponctuelles passées. Elles peuvent être présentes dans les gènes mais aussi en dehors. Elles peuvent survenir dans l’ADN nucléaire ou l’ADN mitochondrial. Elles sont assez fréquentes (tous les 100 à 300 nucléotides environ) et sont relativement stables dans le temps, sur plusieurs générations. C’est pourquoi on peut les utiliser dans la phylogénie humaine. Pour ce type d’étude, l’ADN mitochondrial ou celui du chromosome Y sont en général utilisés Grâce aux progrès de l’analyse de l’A.D.N., les S.N.P. ont pu être identifiés et cartographiés, ainsi que leurs variations dans les populations. La combinaison des SNP portés par un individu peut être utilisée comme une empreinte génétique pour l’identifier.

Les séquences microsatellitesC’est la répétition en tandem (toujours dans le même sens, par opposition à répétitions inversées répétées) un certain nombre (variable) de fois d'un motif court (de 1 à 4 nucléotides, le plus souvent). Le polymorphisme de ces séquences réside dans le nombre de répétition Les régions de part et d’autre doivent être hautement conservées, au point de ne présenter aucune variation de séquence.Danger tests génétiques

Légende de la carteRépartition mondiale des haplogroupes d'ADNmt. 2 504 individus répartis dans 26 populations, issus de 5 groupes de populations continentaux, caractérisés dans le cadre du projet 1000 Genomes (1KGP) ont été analysés. (a) Carte montrant les noms et les emplacements des populations 1KGP étudiées ici, ainsi que des diagrammes circulaires montrant les fréquences relatives des haplogroupes d'ADNmt pour chaque population. Les haplogroupes sont codés par couleur comme indiqué dans la clé. (b) Nombre d'haplogroupes d'ADNmt pour chaque population 1KGP. Le nombre d’haplogroupes est regroupé hiérarchiquement le long des deux axes. L'axe des y correspond aux groupes de population continentaux 1KGP L'axe des x correspond aux macro-haplogroupes d'ADNmt précédemment caractérisés. Les origines continentales des macro-haplogroupes d'ADNmt sont présentées. Les haplogroupes mitochondriaux qui montrent une correspondance (c'est-à-dire qui correspondent) entre les groupes de population continentaux 1KGP et les macro-haplogroupes d'ADNmt sont ombrés en vert. Les haplogroupes d'ADNmt incompatibles sont ombrés en orange.

Recherche des haplogroupesGrâce aux progrès de l’analyse ADN, les SNP ont pu être identifiés et cartographiés, ainsi que leurs variations dans les populations. Pour cela on ne séquence pas nécessairement l’intégralité du génome mais on peut utiliser des puces à ADN, sur lesquelles chaque puits comporte un fragment d’ADN simple brin de séquence connue. L’échantillon d’ADN à analyser est coupé en fragments simple brin sur lesquels est accrochée une substance fluorescente. Les puits présentant une fluorescence vont indiquer les séquences présentes dans l’échantillon. La cartographie des SNP, précise car ils sont nombreux, permet de les utiliser comme marqueur génétique pour identifier le génotype des individus. On définit un haplotype comme un ensemble d’allèles tendant à être transmis ensemble. Un haplogroupe est un groupe d’individus qui ont la même combinaison d’allèles de SNP sur leur ADN

Pour voir la carte

Aide pour utiliser la base de données ensemble

Test de l'A.D.N. mitochondrial

Lors de la fécondation d’un ovule, les mitochondries du spermatozoïde ne sont pas retrouvées dans l’œuf fécondé. Ainsi, les mitochondries du futur organisme sont d’origine maternelle. Or, les mitochondries possèdent un ADN qui leur est propre, présent en de nombreux exemplaires au sein de leur matrice. Cette information génétique mitochondriale est transmise par les mères