Le patrimoine génétique de tout organisme est contenu dans ses cellules au sein des molécules d'ADN dont l'ensemble constitue le génome. L'ADN est composé de quatre éléments constitutifs appelés nucléotides, représentés par les lettres A, C, G et T qui sont liés les uns aux autres dans différentes combinaisons pour former une très longue chaîne. Sa longueur varie de quelques milliers (virus), millions (bactéries) jusqu'à plusieurs centaines de millions (homme) de nucléotides.

C'est dans les années 1970 que des méthodes ont été mises au point pour permettre la détermination de séquences (l'ordre d'enchaînement des éléments A, C, G et T) des fragments d'ADN. Dans ces dernières années, le développement des techniques automatisées a permis de réduire le coût de séquençage d’un facteur d’au moins dix. Ainsi, le séquençage est devenue une technique de biologie moléculaire largement utilisée, non seulement dans la recherche fondamentale, mais également dans le diagnostic et l'identification de personnes.

Le nombre de génomes séquencés de différents êtres vivants, des bactéries à l'homme, s'accroît régulièrement. Le but ultime de ces projets est de mieux connaître le fonctionnement d'un organisme. D'autre part, grâce à la comparaison des génomes de différents organismes, il est possible de mieux comprendre l'évolution.

Parallèlement à cela, toute une série de logiciels ont été développés afin de permettre le stockage et la gestion des données, ainsi que leur analyse et interprétation. Les méthodes d'analyse comprennent, entre autres, la recherche de gènes (unité de base de l'hérédité codant, en général, pour une protéine) potentiels, la recherche de signaux impliqués dans la régulation de l'expression de gènes et la prédiction de la structure, de la localisation cellulaire et de la fonction de protéines.

Lasergene, un outil puissant pour l'analyse de séquences, débarque à l'UNIL en 2003

Après la création du Département de microbiologie fondamentale par fusion de trois instituts (IGBM, LBM et LMI), une analyse a révélé l'utilisation d'au moins cinq logiciels différents pour le traitement de séquences. Ces derniers présentaient plusieurs inconvénients (mono-plate-forme, incomplets, trop compliqués). Afin de faciliter les échanges de données, et de réduire les frais d'installation et de mises à jour, il a été proposé de choisir un logiciel standard au niveau du département. Après comparaison des fonctionnalités de différents logiciels, Lasergene (www.dnastar.com) s'est distingué des produits concurrents par sa puissance et sa simplicité d'utilisation.

Un sondage demandé par la Section de biologie a été lancé afin d'évaluer les besoins en Lasergene sur le site universitaire lausannois. Les résultats ont montré un intérêt marqué: plus de 30 personnes ont répondu positivement, dont 10 au nom de leur groupe de recherche respectif. Le Ci et le Rectorat ont soutenu le projet et, en septembre 2003, les dix licences de Lasergene ont été installées. En juin 2004, étant donné le nombre croissant de demandes, le Ci a décidé l’achat de 20 licences supplémentaires, soit 30 liences en tout. En guise de comparaison, des systèmes comportant plus de 30 licences de Lasergene ont été implantés dans de nombreuses universités réputées (Harvard, Yale, Rockefeller, etc.).

L'utilisation de Lasergene est simple et n'exige pas de formation particulière. Ce logiciel est compatible avec les systèmes Mac (OS 9, OS X) et Windows (98, NT 4, 2000, XP).

Dans le Département de microbiologie fondamentale, Lasergene est entré dans l'usage courant en remplaçant progressivement les autres logiciels d'analyse de séquences.

Lasergene s'est avéré particulièrement utile dans un projet de séquençage de génomes des phages (des virus qui infectent les bactéries). D'une manière générale, le décodage du génome d'un phage nécessite le séquençage de plusieurs centaines de clones contenant des fragments aléatoires d'ADN génomique. Dans un tel projet, Lasergene intervient à plusieurs niveaux. Citons, en exemple, le stockage et l'assemblage de séquences, l'identification de gènes et la prédiction de leur fonction.

• Lien: site web du Département de microbiologie fondamentale

Assemblage de séquences d'ADN en contigs grâce à SeqManII. (cliquer pour agrandir) Les séquences (flèches) chevauchantes sont assemblées en contigs (lignes noires épaisses) qui sont physiquement liés par des «clones chevauchants» (délimités par les flèches bleus). «*-R» et «*f» sont des séquences des extrémités droite et gauche des clones donnés.

Côté technique : les fonctionnalités de Lasergene

Lasergene comprend sept modules, possédant tous une connection Internet intégrée qui permet notamment d'importer les données de la base Entrez de NCBI.