G nomique et post g nomique v g tale
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Génomique et post-génomique végétale PowerPoint PPT Presentation


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Génomique et post-génomique végétale. Des programmes de recherche au cœur des problématiques de biotechnologie végétale. Biotechnologies. Transformation de matière première en biens ou services par le moyen d’organismes vivants »

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Génomique et post-génomique végétale

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Presentation Transcript


Génomique et post-génomique végétale

Des programmes de recherche au cœur des problématiques de biotechnologie végétale


Biotechnologies

  • Transformation de matière première en biens ou services par le moyen d’organismes vivants »

  • Technologies impliquant l’obtention et/ou l’utilisation d’organismes génétiquement modifiés

  • Développement et utilisation de techniques de cultures in vitro dans différents domaines relatifs au végétal et à l’amélioration variétale»

  • Développement et application d’outils moléculaires dans différents domaines relatifs à l’agronomie et la médecine


BiotechnologiesDéveloppement et application d’outils moléculaires dans différents domaines relatifs à l’agronomie et la médecine


Objectif affiché : offrir aux semenciers de nouveaux outils d’amélioration, associés à des brevets

Développement d’outils « haut débit »

Espèces modèles

Extension des programmes à d’autres espèces

Programmes de génomique végétale

Programmes de séquençage


Filières professionnelles

Sofiproteol, Unigrains, Limagrain, Euralis, RAGT, Biogemma, Bayer

Syngenta, Monsanto

Financements publics

INRA, CNRS, IRD, ARVALIS

Gouvernements US, japonais, chinois, canadien, français, indien..

Qui finance les programmes de génomique ?

Génoplante

Séquençage du génome du riz


Concrètement

  • Achevés : Arabidopsis (2000), Riz (2002), Peuplier (2006)

  • En cours : Tomate, Blé, Colza, Pomme de Terre…


Post-génomique Exploitation des séquences

Facteurs génétiques

Résistance aux bioagresseurs

Caractéristiques agronomiques

Qualité des produits

Dépôt de brevets


Séquençage

Bioinformatique

Prédiction in silico (initialement 40 % d’erreurs)

EST

cDNA complets

Annotation fonctionnelle

Transcriptomique

Prédiction in silico

Analyse de mutants

Régulations transcriptionnelles

Génétique inverse systématique

Génétique inverse

Génétique classique

Collections systématiques de mutants

Phénomique

Séquençage du génome


Investissement importants en parallèle des programmes de séquençage

Génoplante

SALK institute

RIKEN

GABI-KAT

Les outils de la génomique fonctionnelle

  • Transcriptomique

  • Bioinformatique

  • Collections de mutants

  • Phénomique


Exemple du programme Génoplante

  • Travaux sur le génome de plantes :

    • maïs, colza, blé, tournesol, pois

    • Arabidopsis

  • Outils de génomique

    • Banques BAC, microsatellites

    • Développement d’outils bioinformatiques

  • Outils de génomique fonctionnelle

    • Plateformes « transcriptome » / « proteome » / « métabolome »

    • Collections de mutants T-DNA et RNAi

    • Tilling


Exemple du modèle Arabidopsis


Transcriptomique

  • Puces à ADN (microarrays)

    • Technologie privée Affymetrix

    • Technologie académique CATMA

  • Principe :

    • fixer sur un support des fragments d’ADN spécifiques de chaque cDNA

    • Hybrider un pool d’ARN extrait d’un tissu d’une lignée donnée dans une condition donnée et marqué à l’aide d’un fluorophore

    • Évaluer pour cet échantillon d’ARN le niveau d’expression de la quasi-intégralité des gènes (dans le cas d’Arabidopsis)


Exemple : expression tissulaire d’un gène codant une proline déshydrogénase


Exemple : régulation par un agent pathogène d’un gène codant une proline déshydrogénase


Transcriptomique

  • Objectifs :

    • Comprendre globalement les phénomènes de régulation de l’expression

    • Disposer d’une banque de données d’informations sur l’expression de chaque gène  fonctions potentielles


Collections de mutants


Nombre important de mutations, mutations ponctuelles

Nombre important de mutations, mutations ponctuelles + délétions plus larges

Faible nombre de mutations

Insertions

Extinction de familles de gènes

Simple pour les plantes non-modèles

Quels mutants ?

  • Mutagenèse chimique

  • Mutagenèse par irradiation

  • Mutagenèse insertionnelle

    • Perte de fonction

    • Gain de fonction

  • RNAi


Génétique classique

Sélectionner un processus biologique

Générer une population aléatoire de mutants

Cribler la population de mutants pour isoler quelques mutants d’intérêt

Cartographier et cloner le gène muté


Génétique inverse

Générer une collection de mutants

Isoler des graines correspondant à la mutation d’un gène donné

Tilling

« Deleteagene TM »

PCR

Caractériser le phénotype du mutant


Phénotypage de mutants

Parfois phénotype évident (la cause biochimique peut l’être beaucoup moins)

Parfois le phénotype du mutant est difficile à identifier


Génétique inverse systématique

Caractériser les phénotypes de l’ensemble de la collection pour une condition expérimentale donnée

Outils de « phénomique »

Générer une collection systématique et non redondante de mutants dont la mutation est caractérisée

Génétique inverse

Isoler des graines correspondant à la mutation d’un gène donné

Caractériser le phénotype du mutant


Phénomique

  • Des outils en développement…

Chaque puit correspond à un mutant différent

hormone

herbicide


Outils Internet d’exploration des données de génomique


Exemples pour Arabidopsis

  • Séquences :

    • Site du National Center for Biotechnology Information (NCBI)

  • Généralités sur Arabidopsis

    • TAIR

  • Transcriptome

    • eFP Browser

  • Collections de mutants

    • SALK Institute

    • GABI-KAT

    • INRA Versailles


Identifier l’accession d’un gène correspondant à une enzyme


Numéro du gène sur le chromosome

Accession du gène : At3g30775

Arabidopsis thaliana

ADN génomique, chromosome 3


Rentrer l’accession du gène


Cliquer sur un (le) locus proposé


Vérifier que la fonction référencée est bien celle attendue


Séquence cDNA contenant l’ORF

Séquence génomique

Organisation introns-exons

Existence de mutants (privilégier la recherche par le moteur de recherche du SALK)


Liens avec des outils bioinformatiques permettant de connaître les résultats de transcriptomique liés au gène en question


eGFP

Un exemple d’outil de visualisation de données transcriptomiques chez Arabidopsis thaliana


Autres conditions expérimentales

Vérifier que l’accession du gène est correcte


T-DNA express

Un outil pour identifier l’existence de mutants T-DNA dans les différentes collections mondiales de graines d’Arabidopsis thaliana


Design d’amorces pour caractériser les mutants T-DNA

SIGnALT-DNA


Entrer l’accession du mutant


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