Métagénomique

Définition

La métagénomique est l’étude des génomes (matériel génétique ; ADN ou ARN pour certains virus) provenant de l’environnement. Cette technique permet d’avoir une vue d’ensemble des gènes présents à un moment donné dans un environnement. Les gènes détectés peuvent servir à identifier les micro-organismes présents mais aussi de déterminer les voies 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 laboratoire 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 traitements informatique 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.

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

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)

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)90108-9 (lien)

Rastrojo, A., & Alcamí, A. (2017). Aquatic viral metagenomics: Lights and shadows. Virus research, 239, 87–96. doi.org/10.1016/j.virusres.2016.11.021 (lien)