Un nouvel outil cartographie la diversité microbienne avec des détails sans précédent

Des chercheurs de l’Institut Max Planck de biologie de Tübingen ont développé l’outil révolutionnaire SynTracker. SynTracker étend l’analyse microbienne traditionnelle en considérant la variation structurelle génomique pour compléter les méthodes existantes basées sur les SNP.

Cette innovation révèle plus de précision et de profondeur sur la diversité et l’évolution des souches microbiennes. Publié dans Biotechnologie naturelleSynTracker offre aux scientifiques des capacités d’analyse spécifiques à des espèces, leur permettant de se concentrer sur la synthèse du génome des populations microbiennes.

SynTracker est conçu pour comparer des génomes, ou des fragments de génome, provenant de souches microbiennes apparentées en évaluant leur synténie ou en conservant l’ordre de courtes séquences génomiques. Cet outil passionnant promet de révolutionner l’étude de l’évolution microbienne. En fournissant aux chercheurs une plateforme puissante pour analyser et suivre les événements de variation structurelle, tels que la recombinaison, SynTracker ouvre les portes à l’exploration de la dynamique complexe des communautés microbiennes.

“C’est passionnant d’avoir un nouveau regard sur les données”, déclare le professeur Ruth Ley, directrice du département des sciences du microbiome à l’Institut Max Plank de biologie à Tübingen. “Surtout parce que nous n’avons pas pu observer auparavant l’évolution du niveau de contrainte chez les mêmes individus à ce niveau de résolution.”

Les avantages de SynTracker : Au-delà des polymorphismes mononucléotidiques

Les outils précédemment disponibles reposaient sur des mutations. Comme l’explique le professeur Ley, si l’on voulait examiner les variations structurelles, “nous étions pour la plupart aveugles aux autres façons dont les microbes évoluent”.

Les méthodes de comparaison de souches les plus largement utilisées se concentrent sur les polymorphismes mononucléotidiques (SNP). Les SNP identifient simplement les différences potentielles entre des bases d’ADN uniques à des emplacements spécifiques du génome. Ils négligent pour la plupart les différences structurelles qui peuvent avoir un impact significatif sur les traits phénotypiques et les voies évolutives.

Frustré par cet angle mort, le chercheur postdoctoral Dr Hagay Enav, membre de l’équipe du professeur Ley, a conçu SynTracker pour évaluer la recombinaison et d’autres formes de variation structurelle qui peuvent être tout aussi sinon plus importantes dans l’évolution des souches.

SynTracker propose une approche complète de l’analyse des souches, prenant en compte non seulement les SNP mais également les changements structurels tels que les insertions génomiques, les délétions et les événements de recombinaison.

En créant cet outil, le Dr Enav a ouvert de nouvelles voies pour explorer la diversité microbienne. La découverte des variations génomiques structurelles permet une compréhension plus nuancée de l’évolution microbienne et des facteurs à l’origine de la diversité des souches de la population.

Dans le cadre du travail clinique, par exemple, les chercheurs ont souvent du mal à déterminer si les souches de grippe sont identiques. Ils prennent des décisions subjectives basées sur leur expertise quant à savoir si les souches doivent être complètement identiques ou inclure quelques mutations. SynTracker a le potentiel d’aider les chercheurs à déterminer si les organismes se situent dans le même gradient.

Les développements futurs de l’équipe incluent l’automatisation de l’analyse en aval pour aider les chercheurs à visualiser leurs données de différentes manières à l’aide d’une interface graphique pour l’interprétation des ensembles de données.

Dans le domaine en constante évolution de la recherche microbiologique, SynTracker est un nouvel outil puissant. Il permet aux chercheurs d’élucider des questions scientifiques plus larges sur la manière dont les variations structurelles génomiques contribuent à la diversité microbienne, à l’évolution et aux différences fonctionnelles au sein des microbiomes. SynTracker comble le fossé laissé par les technologies précédentes, permettant aux chercheurs de tirer parti de ses nouvelles capacités.

Le résultat est une compréhension plus approfondie et de nouvelles connaissances sur l’évolution microbienne et les interactions au sein des communautés microbiennes.