Métagénomique

Définition

La méta­gé­no­mique est l’é­tude des génomes (maté­riel géné­tique ; ADN) pro­ve­nant de l’en­vi­ron­ne­ment. Cette tech­nique per­met d’a­voir une vue d’en­semble des gènes pré­sents à un moment don­nés dans un envi­ron­ne­ment. Les gènes détec­tés peuvent ser­vir à iden­ti­fier les micro-orga­nismes pré­sents mais aus­si de déter­mi­ner les fonc­tions méta­bo­liques poten­tiel­le­ment présentes.

Avantages et inconvénients de la métagénomique

L’un des prin­ci­pales avan­tages de cette tech­nique est qu’elle ne néces­site pas de culti­ver les micro-orga­nismes pour les étu­dier. En effet, selon les esti­ma­tions les condi­tions de culture en labo­ra­toires sont connues pour seule­ment 1 à 10 % des micro-organismes.

Néanmoins, cette tech­nique pos­sède aus­si des incon­vé­nients. Elle peut se révé­ler cher et néces­si­ter d’im­por­tants trai­te­ment infor­ma­tiques des résul­tats. L’ADN détec­té peut pro­ve­nir de micro-orga­nismes morts et ayant donc peu d’in­té­rêts dans l’é­tude d’un envi­ron­ne­ment donné.

Détecter la pré­sence d’un gène n’im­plique pas for­cé­ment que celui-ci soit expri­mé dans l’en­vi­ron­ne­ment. L’analyse méta­gé­no­mique doit donc être cor­ré­lée avec d’autres don­nées comme de la méta­trans­crip­to­mique ou de la méta­pro­téo­mique qui cor­res­pondent res­pec­ti­ve­ment à l’é­tude des ARN et des pro­téines dans l’environnement.

Établir une carte des micro-organismes présents par métagénomique

Les gènes détec­tés en méta­gé­no­mique peuvent ser­vir à iden­ti­fier les micro-orga­nismes pré­sents dans un envi­ron­ne­ment. Par exemple en ana­ly­sant des gènes dits “bio­mar­queurs” comme celui de l’ARNr 16S pour les bactéries.

Schéma métagénomique

Déterminer les voies métaboliques présentes

Les gènes détec­tés par méta­gé­no­mique peuvent aus­si per­mettre de déter­mi­ner les voies méta­bo­liques pré­sentes dans l’en­vi­ron­ne­ment. Par exemple, la détec­tion de gènes impli­qués dans le méta­bo­lisme d’un pol­luant peut pré­dire que celui-ci sera bio­dé­gra­dé dans l’environnement.

Références bibliographiques

Handelsman, J., Rondon, M. R., Brady, S. F., Clardy, J., & Goodman, R. M. (1998). Molecular bio­lo­gi­cal access to the che­mis­try of unk­nown soil microbes : a new fron­tier for natu­ral pro­ducts. Chemistry & Biology, 5(10), R245–R249. doi:10.1016/s1074-5521(98)901089 (lien)

Frioux, C., Singh, D., Korcsmaros, T., & Hildebrand, F. (2020). From bag-of-genes to bag-of-genomes : meta­bo­lic model­ling of com­mu­ni­ties in the era of meta­ge­nome-assem­bled genomes. Computational and Structural Biotechnology Journal. doi:10.1016/j.csbj.2020.06.028 (lien)