Étude de la duplication des gènes
La duplication de l'ADN par le biais du processus de mitose est essentielle à la vie. Mais ce processus ne se déroule pas toujours comme prévu. Parfois, les copies sont défectueuses et les gènes qu'elles contiennent sont mutés – un processus qui entraîne l'évolution. Parfois, des copies supplémentaires de gènes sont produites.
Ces copies supplémentaires, ou duplications de gènes, fonctionnent comme d'autres mutations génétiques : parfois l'effet est bénéfique ; d'autres fois, il est néfaste ou n'a aucun effet du tout. Denise Clark est généticienne et professeure de biologie à l'Université du Nouveau-Brunswick à Fredericton.
Elle étudie ces duplications de gènes dans le cadre de ses recherches et utilise le réseau informatique ACENET pour ce faire. “Lorsque deux copies d'un gène fonctionnent toutes les deux au sein d'un génome, elles peuvent adopter des rôles différents”, déclare Clark. “Nous nous intéressons à la manière dont les gènes dupliqués fonctionnent ainsi qu'au mécanisme qui provoque l'apparition de ces duplications.” Les mouches à fruits sont l'organisme principal étudié par Clark.
Ces petits insectes sont la référence en matière de recherche génétique de ce type car ils se reproduisent rapidement et ont déjà été étudiés de manière approfondie par des généticiens pendant de nombreuses années. “Il a été déterminé la séquence complète de l'ADN, ou “génome”, pour des centaines d'individus de mouches à fruits par plusieurs groupes de recherche sur les mouches à fruits afin d'examiner la variation génétique au sein des populations”, dit-elle. “Ces données de séquençage de l'ADN de nouvelle génération sont accessibles à quiconque souhaite les consulter.” “Il y a quelques années, j'ai commencé à utiliser ACENET pour rechercher des duplications.
Si ces duplications sont localisées – si elles ne sont pas présentes à travers le monde –, nous pouvons supposer qu'elles sont nouvelles.” ACENET fournit une pièce cruciale du puzzle. Le fichier contenant le génome d'une seule mouche à fruits fait des gigaoctets de taille, déclare Clark. La taille colossale des données à analyser surchargerait rapidement un système informatique standard. “J'ai examiné 500 génomes en utilisant ACENET.
C'est quelque chose que je ne pourrais pas faire sur mon ordinateur portable.” Le travail est facilité parce qu'ACENET a installé un certain nombre d'outils génomiques que Clark peut utiliser directement. Cela lui permet d'examiner des centaines de génomes en parallèle ou de combiner les outils qu'elle souhaite utiliser dans une chaîne de traitement. “Je ne développe pas de nouveaux outils, sauf pour la chaîne de traitement spécifique qui répertorie ce dont j'ai besoin.
Je commence avec un fichier génomique de plusieurs gigaoctets et à la fin, il ne me reste qu'un fichier de quelques centaines de kilooctets”, dit-elle.
Clark affirme que, depuis que la technologie de séquençage des gènes est devenue beaucoup moins chère et plus rapide, il y a eu une explosion de nouvelles connaissances et d'idées génétiques récemment. “Beaucoup d'idées des généticiens concernant les génomes et la variation génétique ont changé depuis le développement de la technologie de séquençage de nouvelle génération.”