GÉNOMIQUE ET TRANSCRIPTOMIQUE UNITÉ TECHNOLOGIQUE : GÉNOMIQUE ET TRANSCRIPTOMIQUE

Caractérisation des gènes et intégration de données multi-omiques pour la découverte de biomarqueurs.

Genomics

LES ENJEUX

La découverte de biomarqueurs est primordiale pour établir de nouveaux mécanismes physiopathologiques qui pourront être à l’origine du développement d’antimicrobiens, de vaccins ou de tests diagnostiques. L’avènement de nouvelles technologies d’étude sur l’ARN et l’ADN permet notamment d’accélérer et d’augmenter le niveau de résolution de cette recherche. Dans cette perspective, l’intégration de données multi-omiques est une stratégie puissante pour reconstruire et analyser les interactions complexes et multidimensionnelles, permettant un aperçu mécanistique et médical profond. Il est donc important aujourd’hui pour répondre à ces objectifs, de maitriser l’ensemble de la chaine, de la préparation de l’échantillon biologique à l’obtention de données et par la mise en place de procédés d’analyse en bio-informatique et statistique.

Objectifs

L’unité Génomique et Transcriptomique conçoit, optimise et développe une gamme de solutions intégrées, dédiées à l’analyse du transcriptome et du génome au sein d’un organisme ou d’un écosystème.

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1 – L’analyse transcriptomique à haut débit

Le transcriptome est défini comme l’ensemble des transcrits présents dans une cellule à un moment donné et dans des conditions données. La première approche utilisée, basée sur les puces à ADN, permet de regarder un répertoire large de transcrits mais non exhaustif. La seconde approche, le RNA-seq, utilisant le séquençage de nouvelle génération (NGS), permet d’avoir une lecture plus large et d’étudier un plus grand nombre d’informations, de l’expression de gènes, au mécanisme d’épissage alternatif en passant par les ARN non-codants (miRNA, lncRNA, etc). L’analyse de ces données de transcriptomique, en plus de s’appuyer sur des méthodes d’analyse complexes, fait appel à des outils d’interprétation et visualisation biologique performants.

2 – L’ analyse ” Meta “

Le métagénome est défini comme l’ensemble du matériel génétique (ADN et ARN pour certains virus) présent dans une communauté microbienne comme par exemple le microbiote intestinal humain. Les approches de métagénomique globale (WMS), ciblée (16S rRNA) et de métatranscriptomique, basées sur le NGS, permettent d’étudier le microbiote et les liens moléculaires constituant l’écosystème hôte-microbiote en conditions normales ou en dysbiose. Ces approches descriptives permettent de mieux comprendre comment le microbiote participe au maintien d’un équilibre écologique optimal et donc d’une bonne santé ou au contraire, identifier par quel biais il initie et maintient certaines maladies. D’autres technologies alternatives au séquençage NGS seront aussi étudiées, pour permettre à terme de gagner en rapidité, justesse et simplicité d’interprétation.

3 – L’ analyse du génome

Sur la base de technologies en biologie moléculaire comme la qPCR, la digital PCR ou encore le NGS, des solutions d’identification, de typage de microorganisme, de prédiction de résistance aux traitements, de séquençage de génome entier sont mises en place. L’analyse génomique sera également appliquée avec la mise en place d’applications comme le « Transposon sequencing » (Tn-seq) qui permet notamment de mieux appréhender les mécanismes d’action des drogues.

4 – L’ analyse multi-omique

Cette approche consiste à intégrer des données multi-omiques avec comme objectif la découverte d’interactions au sein et entre les populations de macromolécules à l’échelle de la cellule ou du système biologique, et la mise en lumière des mécanismes globaux de régulation ne pouvant être observés à l’échelle d’une seule « omique ». Dans cette perspective, des approches à l’interface des statistiques et de l’analyse de voies biologiques sont mises en place pour intégrer le grand volume de données générées.

PROPOSITION DE VALEURS

Savoir-faire, équipements, technologies

Cette équipe multidisciplinaire, composée de biologistes moléculaires, de bio-informaticiens et statisticiens, vous permettra d’accéder aux dernières technologies innovantes (technologies à haut débit: NGS de 2ème et 3ème génération, puce à ADN ; technologies de quantification : PCR Digitale, qPCR à haut débit, système de quantification digitale pouvant aller à la cellule unique) associées à une analyse intensive de données de haute qualité dans un environnement approprié (centre de calcul de l’IN2P3).

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RÉSEAUX & PARTENAIRES

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HIGHLIGHTS & ACTUALITÉS

  • Participation à l’organisation des Journées Ouvertes en Biologie, Informatique et Mathématiques (JOBIM) 2016