Le séquençage ADN à bas coût, une révolution fabuleuse... et dangereuse Des applications industrielles infinies

A l'heure actuelle, la baisse du coût de séquençage n'est pas applicable à d'autres domaines que le génome humain, du moins dans les mêmes proportions. Il n'empêche que la technique est en voie accélérée d'adoption dans bon nombre d'applications diverses.

Dans l'élevage, améliorer la sélection

Le séquençage ADN est déjà largement utilisé dans la sélection d'animaux d'élevage. La cartographie complète du génome de la poule, du chien, de la vache, du cheval, du canard et du porc a déjà été entièrement achevée. Chez les bovins, la sélection par ADN a complètement remplacé la sélection sur les performances de sa descendance. Des chercheurs de l'Inra se sont par exemple aperçus qu'un gène diminuait la maturation de la viande donc sa tendreté chez certains taureaux de la race charolaise. Un test génomique identifiant les bovins porteurs de ce gène évite de les faire se reproduire pour ne pas qu'ils transmettent ce gène.

le bgi chinois produit environ 500 porcs clonés par an, avec un taux de réussite
Le BGI chinois produit environ 500 porcs clonés par an, avec un taux de réussite avoisinant les 80%. © mixalina - Fotolia.com

La généralisation du séquençage permettra prochainement de choisir de nouveaux caractères, comme la résistance aux maladies, la robustesse, ou l'efficacité alimentaire (la quantité de "viande" produite selon la nourriture consommée par l'animal), affirme l'Inra. Pour l'éleveur, c'est aussi un moyen de connaître précisément la valeur génétique de son cheptel. Stade ultime de la méthode : le clonage. L'institut de génomique de Pékin (BGI) produit environ 500 porcs clonés par an, avec un taux de réussite avoisinant les 80%. Une échelle "quasi industrielle", se vante la compagnie. La même logique est à l'œuvre chez les plantes. Le séquençage complet du génome de la tomate, en 2013, ouvre par exemple la voie à une amélioration variétale pour obtenir des fruits plus productifs, plus gouteux ou plus résistants aux maladies.

Renforcer les contrôles alimentaires

L'industrie agroalimentaire, frappée par la crise du cheval, voit d'un bon œil la baisse des coûts des analyses ADN. Des entreprises qui jusqu'ici n'avaient pas les moyens financiers suffisants de se payer des analyses peuvent désormais bénéficier de ces technologies. "Depuis la crise du cheval, nos demandes d'identification d'espèce animale dans les plats ont été multipliées par deux", confirme Eurofins, un des leaders mondiaux de la bioanalyse. Désormais, la détection d'ADN dans un plat coûte entre 100 et 250 euros seulement. "Couplé à la PCR [technique d'amplification des séquences ADN], le séquençage permet non seulement de détecter mais également de caractériser précisément une espèce animale ou végétale", se félicite de plus Delphine Charil, chef de projet marketing chez Eurofins. De quoi lutter plus efficacement contre la fraude, très courante notamment pour le poisson : une étude américaine avait montré en 2013 que 33% des poissons vendus ne correspondaient pas à l'espèce affichée.

Pister les épidémies

Autre domaine concerné : l'épidémiologie. En caractérisant les différentes souches d'agents pathogènes, comme le virus de la grippe ou de la tuberculose, il est possible d'en déterminer l'origine ou même de prévoir de futures épidémies. 

Grâce au séquençage du virus de la grippe, il est possible de prévoir les épidémies

Des chercheurs de l'université de Cologne ont par exemple développé un modèle bio-informatique prédictif pour le virus de la grippe. Ce virus mute chaque année sous une forme différente, ce qui rend très difficile la fabrication de vaccin en amont. Ils ont séquencé toutes les souches de virus H3N2 circulant depuis 1968 pour évaluer l'évolution des lignées virales d'une année sur l'autre. Avec une possibilité à l'avenir de mieux anticiper la fabrication des vaccins.

Soigner la planète

La métagénomique ouvre elle aussi un vaste champ de possibles : le but est de découvrir dans un mélange complexe (océan, sol, intestin...) l'ensemble des génomes des organismes qui le composent.

l'expédition tara océan étudie la diversité génétique des microorganismes
L'expédition Tara Océan étudie la diversité génétique des microorganismes marins. © CNRS Photothèque/Tara Océans - SARDET Christian

Le projet Tara Océans, qui regroupe une douzaine d'instituts scientifiques, vise à étudier tous les microorganismes du plancton dans les différentes mers du globe pour étudier leur diversité génétique. "Le plancton constitue notamment un extraordinaire réservoir de biomolécules dont le potentiel médical reste à explorer" font valoir les scientifiques impliqués dans le projet.

Il s'agit aussi d'établir des modèles prédictifs d'évolution du climat ou de comprendre leur rôle dans la chaîne alimentaire. Vu l'ampleur de la tâche, les chercheurs espèrent beaucoup de l'amélioration des techniques de séquençage haut débit. 

La métagénomique s'intéresse également aux communautés microbiennes de stations d'épuration pour identifier des espèces qui participent à la décomposition des végétaux. "Certaines enzymes pourraient être utiles en chimie de synthèse, afin de remplacer un procédé industriel chimique par un processus biologique, plus respectueux de l'environnement", espère Arnaud Lemainque.

L'exploration génétique ne fait que commencer. "Jusqu'ici, les recherches se sont concentrées sur 2% de l'ADN, la partie du génome qui concentre les gènes porteurs d'information", explique Jean-François Deleuze. "Mais on est en train de s'apercevoir que d'autres parties de l'ADN ont aussi un rôle, notamment dans la régulation de l'expression des gènes".

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